将人类送入太空的最大问题之一是他们需要帮助。他们虚弱的身体很难在零重力下生存,需要多年的训练才能进入太空。虽然我们还没有想出星际旅行,也没有在太空中建立全副武装的作战站,但我们肯定已经接近了拥有可以在太空中帮助人类的机器人的科幻概念。由于外太空对宇航员来说是一个危险的地方,尤其是当他们需要冒险进行航天器或其他卫星的维护和修理时,使用机器人可以使宇航员的太空更安全。此外,机器人还可以接管宇航员必须完成的一些困难或枯燥的任务,让他们有更多时间花在国际空间站的研究和关键工作上。考虑到这一点,NASA 开发了机器人,其目标是协助人类太空探索,或者最终进行非人类太空探索。
Robonaut 是一个人形机器人,其灵巧程度接近适合的宇航员。 Robonaut系列的第一个是Robonaut 1(又名 R1) 。 Robonaut 1 由一个头、两只眼睛、两条手臂和两只五位数的手组成。头部安装在一个有关节的脖子上,这使它可以上下观察并左右转动。此外,机器人内的两个摄像机为运算符提供立体视觉,并允许 R1 跟踪物体。与人类手臂相比,R1 的手臂具有更大的运动范围,因为它的每条手臂都有 150 多个传感器。 R1 的建造始于 1997 年,直到 2006 年它一直作为现场和实验室测试的实验平台。它是一个成功的概念证明,但从未真正进入太空。
2006年,美国宇航局和通用汽车公司开发了第二代机器人: Robonaut 2(又名R2) 。 R2 于 2010 年由 NASA 揭幕,并于次年前往其在国际空间站的永久家园,作为最后一次航天飞机任务的一部分。 R2 具有与 R1 相同的基本功能。它可以被认为是R1-plus——更便宜、更小、更先进,并且具备更强的能力,能够经受住发射和太空的严酷考验。 R2的上半身由头部、躯干、手臂和手组成;连接到一个支架上,后来升级为一对七个关节的腿。为了感知环境,R2 的头部装有四个摄像头,其中两个提供立体视觉以感知环境中物体的深度。如果原来的相机坏了,可以使用额外的两个相机。除此之外,Robonaut 2 的嘴里还有一个红外摄像头,通过感知其他物体与它的距离来确定距离。
Robonaut 2与其前身一样,使用远程呈现进行控制 -运算符通过车载摄像头通过其眼睛进行远程引导,同时远程引导机器人。 R2 应该自动执行对人类宇航员来说危险、枯燥、重复或具有挑战性的任务。例如,其中一项任务是太空行走,这对所有人类宇航员来说都需要繁琐的程序。如果 R2 能够在车站外进行太空行走,它就可以建立工作场所并减少人类必须在外面度过的时间。由于 R2 可以比宇航员更快地过渡到外部,因此它也将能够应对紧急情况。
总而言之,毫无疑问,机器人可以用于比人类更便宜、更快、更安全且可以说更有效的太空探索。 Robonauts 不仅拥有先进的科学,而且还可以帮助开辟负担得起的太空旅游产业。这些人形机器人的可能性是无穷无尽的。他们可以被派去侦察新的行星或小行星,甚至可以配备喷气背包,以便他们可以在太空中进行缩放!