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日本发明太空航天机器人 用途多多

2024-06-02 10:51 来源: 作者/编辑: 浏览次数:1047 手机访问 使用手机“扫一扫”以下二维码,即可分享本文到“朋友圈”中。

“对于我来说,只是跨越了一小步;但是对于机器人世界来说,是跨出了一大步。”这是日本的太空机器人对航天员称赞它聪明时的自豪回应。的确,太空机器人在科幻片中司空见惯,但是在现实中它们飞向太空却并不容易。2013年12月6日,在希望号日本实验舱内,日本航天员若田光一与机器人“基博”(kirobo)在国际空间站进行了对话实验。“基博”通过自带的摄像机识别出了若田的脸,它主动攀谈道:“你好,若田先生。”若田问:“对失重习惯了吧?”浮在空中的“基博”做出抬头挺胸的样子回答:“已经习惯了哦。”“基博”还对将担任空间站站长的若田说:“第一个日本人船长,请多多关照。”然后,它还与若田握了手。

缓解寂寞

世界首个会说话的机器人“基博”是于2013年8月4日被送上太空的,用于陪伴航天员,免得他们在寂寥的太空中感到孤独寂寞。若田于2013年11月开始其太空之旅,在2013年底接任“国际空间站”站长。

“基博”的英文名字(kirobo)是在2400份参与竞争的名字中挑选而出的,取自日语“希望”的发音(kibo)和“机器人”的英文(robot)。由于无需从事体力工作,“基博”体型比进入太空的绝大多数机器人小。它高34厘米,宽18 厘米,厚15 厘米,质量1公斤,设计灵感来自家喻户晓的动画角色“铁臂阿童木”,可完成多种肢体动作。它在“国际空间站”协助航天员接受地面的指令,陪航天员说话,为航天员们解闷。“基博”可用日语同若田光一进行交流,帮助其工作,记录对话内容,并能从控制室向若田光一传递信息,也会让其他的航天员保持愉快的心情,还可拍照并且通过地球上的一个机器人兄弟更新它的微博账户,这是它作为一个“社会型机器人”的部分任务。

“基博”由著名机器人设计师高桥智隆设计,它会记住若田光一的长相,当他们在太空相聚时,“基博”可以认出他。最大的挑战是如何让该机器人适用于太空。为确保“基博”的可靠性,已进行了几十项测试,其中就包括模拟空间站的微重力环境,观察机器人能否正常活动等。“基博”在地球上还有一个“孪生”机器人,名叫mirata,用于监测“基博”在太空中可能遇到的问题,通过语音指令,指导“基博”执行任务。

在youtube网站上公布的一段视频中,“基博”挥舞着手臂和腿在空中飘浮,它也会在某一刻跳一段舞蹈。另外一段视频展现的是它与小学生们一起做游戏,当它俯身并且挥动手臂的时候小学生们正在笑着学习它的动作。来自于丰田公司的语言处理技术能让“基博”以一种合成的声音讲话,它头部的摄像机装有面部识别软件。

机器人专家表示,“基博”要突破以往人们对机器人语言呆板的印象。不过它目前还存在一个小的缺陷,就是偶尔会由于听不懂人们的意思而出现语塞。按照计划,“基博”2014年返回地球。其设计团队下一步打算设计智能手机大小的机器人,方便使用者随身携带。研究人员将会对此次得到的信息进行整理,为实现机器人自行整理智能手机庞大机能、自主提出意见、同汽车家电的联动而继续研发。一些宇航爱好者把“基博”前往国际空间站的旅程比作1977年第一部《星球大战》电影中的太空机器人c-3po和r2-d2,认定经典科幻电影中的情景将在现实中重演。

高桥智隆说:“提到太空机器人,人们往往首先联想到从事体力劳动的机器人。但在我看来,我们应该关注具备语言能力的类人机器人。”

美国“大腕”

2011年2月24日,美国发现号航天飞机进行退役前的最后一次发射。发现号此行的任务之一就是为“国际空间站”送去首个类人形机器人——机器人航天员2号(r2)。从外表看,r2的形象酷似美国科幻电影《星战传说》中的机器人角色c-3po。那么,该机器人有什么用呢?太空机器人航天员与是对手还是伙伴?

价值250万美元的r2是美国航空航天局与通用公司联合研制的首个进入太空的仿真机器人,由头部、结实的身躯、两只超灵巧的臂膀和两只手构成,质量约140公斤,用于技术验证性演示,主要目的是协助航天员在国际空间站完成零星工作和维修任务,考察类人形机器人对在轨工作的航天员有多大帮助作用。

在把r2送到国际空间站后,首先要测试它是否能够在预期的零重力环境下正常工作,然后通过不同任务对它进行全面测试,其中包括操作柔韧、易弯曲织物,以及尽可能地帮助航天员完成一些太空事务。这款机器人将擦拭栏杆和清洁空气滤清器,目前这两项单调的任务是由“国际空间站”航天员来完成的。

r2由铝合金和非金属材料制造,从腰部至头部高1.01米,是美国为空间站建造的第一款机器人。它不仅设计像人,而且可以像人一样工作,最大的用处是在未来成为航天员出舱活动的助手或替身,或帮助完成对人类而言过于困难或危险的任务。其最大特点是拥有类似人类的灵巧手指,可以帮助人类完成枯燥、重复或者危险的任务,所以具有操作舱外活动工具的能力,并可协助航天员工作。它将成为“国际空间站”永久居民,投入工作之后,对人类同伴十分安全可靠。

“机器人航天员”的研制最早始于1997年,目的是想让类人形机器人帮助航天员执行过于危险或者繁琐的太空任务。2006年,美国航空航天局首先研制出机器人航天员1号,这个机器人在地面完成了多项试验。

2007年,美国航空航天局与通用公司开始研制r2,它比起前辈——机器人航天员1号更快捷、灵活、先进。其拇指和手臂的灵活程度,近似戴着手套工作的人类航天员,操作范围远超前辈,动作速度是机器人航天员1号的4倍,整体设计更加紧密,能充分地利用双手去开展工作,与人类合作时的安全性也大大提高。

r2有4个手指活动关节,每根手指有23牛的抓力,指尖可感受到羽毛的存在,能完成航天员需要戴着手套完成的精密任务和之前仿人机器人所不能完成的复杂工作。它举起物品的能力约是其他灵巧机器人的4倍。无论在地面还是太空,它都能够安全地与人类并肩工作。它可在空间站内负责卫生清洁,在极寒和极热的舱外待上数小时,为航天员在太空行走时携带工具,并处理泄漏与起火等紧急状况。

虽然没有完整的躯干和双脚,但r2能凭借仅有的一条腿,让自己固定和移动到不同的位置,很像一名航天员在走来走去。对于其类人化仿真程度,研制人员曾开玩笑说,也许某天航天员在空间站上不小心撞到了它,还会不自觉地对它说句抱歉。同时,r2还能和航天员一样使用相同的操作工具,并且“在‘自动监控’下运行”的某一范围内自行“思考”。工作时,其内部系统能产生和记录有关它与航天员共事的性能数据。有关专家表示,为r2增加言语功能并不难,但目前不需要,航天员更需要配合得力的助手。

转载:中国机器人网(原始来源:评论:0)

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