【文/潘敏瑶】近年来，在空间站建设、在轨维护、空间碎片清除、月球/火星/小行星探测、空间太阳能电站等需求牵引下，空间机器人为适应航天任务的变化而发展起来。

　　在我国，空间机器人及空间人工智能发展同样迅速，在空间在轨服务、空间装配与制造、月球与深空探测等领域取得了一系列成果。嫦娥三号成功实现了“玉兔”号月球车对月面的探测任务，火星表面巡视探测器机器人已积极开展研制，一系列航天器在轨加注关键技术获得了突破。

　　可见，空间机器人已经成为太空中的第一批“移民”，陆续踏上探索太空的旅程。

　　索杰纳号

　　1997年7月，美国发射的首台火星表面运动机器人“索杰纳号”在火星上工作了3个月，发回数以千计的图像，让人们第一次对火星表面及天气情况有了全面了解。

　　此后，“勇气号”“机遇号”“好奇号”空间机器人又陆续登陆火星，通过钻探获取了火星岩石样品及分析结果。2014年11月，欧洲“罗塞塔号”彗星探测器经过长达10年、总长超过64亿公里的太空飞行，首次在一颗彗星上登陆，为人类了解太阳系生命起源提供了新的观测手段。

　　SPHERE

　　2012年，NASA宇航员TomMarshburn与SPHERES的一架立体摄像机进行了合影。SPHERE是国际空间站上的漂浮机器人，同保龄球一般大小，在微型二氧化碳推进器的助力下，可向任何方向移动，并用于测试各种技术。

　　最近欧洲航天局宣布，有一个SPHERE只用一只机械眼就能判断距离。在测试中，SPHERE在日本太空舱中漂浮式地移动，同时利用两只摄像“眼”记录立体视觉信息。实际上，如果SPHERE多次遇到某一物品，随着时间推移，它能够对这件物品的形状和尺寸展开学习。

　　Robonaut2

　　2012年，Robonaut2来到国际空间站，后来通过升级它拥有了双腿、处理器和传感器。人型设计让它的灵活度有所提升，因此还可以完成更换空气过滤器等较复杂的任务。

　　按照设计，Robonaut2能够完成翻转开关、旋转旋钮等简单的任务。这款原型机器人一直在接受测试，科学家们希望未来它们能够成为宇航员的助手，让宇航员们从简单的事务中解放，拥有更多的时间去执行更复杂的科学任务。

　　Kirobo

　　2013年，Kirobo被带到国际空间站并与日本宇航员KoichiWakata聊天，如太空风景、日本基博实验舱外的机械臂等。

　　Kirobo是由丰田汽车开发的一种小型机器人，旨在解决日本越来越严重的老年人孤独感问题。它能够感知人类的情绪，并基于人类语言展开对话。丰田最近发布了仅手掌大小的新一代迷你版Kirobo。它可在三小时内充满电，并连续通话2.5小时，同时通过观察对方的脸和声音来揣测心情。

　　基博机械臂

　　基博机械臂是日本基博实验舱的组成部分。2008年该实验舱的组块被分批运往国际空间站并就地组装。基博机械臂长10米，可在主臂的末端控制器上附接可执行精细任务的小机械臂。

　　基博机械臂的主要任务是协助国际空间站发射卫星，例如，用于同时释放几颗CubeSat迷你卫星。这些CubeSat卫星可用于通信或地球观测等用途。

　　Lunar Quattro

　　Lunar Quattro是奥迪与德国技术公司Part-Time Scientists一同研发的一款月球车，它配备了Quattro全轮驱动系统，这台小小的机器人是使用钛合金与铝合金3D打印而成的。

　　据介绍，Lunar Quattro已经受了“崎岖的地形中”的测试。它配备了多枚摄像头和太阳能板。预计，它将在明年升空。在到达月球之后，Quattro将完全由地球上的控制中心进行控制，可在月球表面移动500米左右，并把拍摄到的图片传回地球。

　　Dextre

　　加拿大太空局表示，Dextre是一名“机器人勤杂工”，负责在国际空间站外工作。2008年它开始服役，至今仍在运行，执行着科学实验、复杂维修等工作。

　　宇航员最危险的任务之一是更换空间站上的氨泵。Dextre可提前把某些较重的备件搬运到位以降低宇航员的操作风险。例如，2015年，Dextre把失灵的氨泵移除后，把备件移动到需安装的位置上，这样宇航员就可以更轻松地更换备件。

　　“大型空间机械臂”和“地外天地采样机械臂”

　　中国航天科技集团公司空间技术研究院研制了“大型空间机械臂”和“地外天地采样机械臂”。大型空间机械臂是目前我国智能程度最高、规模最大、技术难度最高、系统最复杂的空间智能机器人系统，具有长寿命、高可靠的特点。该机械臂臂展超过10米，具有自主爬行及扩展能力，灵活性高，可达范围广等特点，能够同时实现大范围大负载操作以及局部精细化操作。

　　此外，“地外天地采样机械臂”的采样范围大，整臂末端操作精度高，样品获取能力强，并具有很强的着陆姿态适应性，确保采样的精度和范围，可以利用携带的工具，通过铲、挖等多种方式获取地外天体表层样品。

　　MRPTA

　　MRPTA是深圳安泽智能工程有限公司为加拿大太空署定制研发并拥有全套自主知识产权的太空车，主要应用于火星和月球等地外星球实地探测中的勘测、取样等工作。采用自主导航系统和视觉模块，MRPTA不仅可以自主的侦测并绕开障碍物，进行路径规划以及生成区域地图，还可以提供包括距离、深度、光学里程计算数据和点云数据的三维视觉信息。

　　通过栓链辅助模式， MRPTA可以在大于65°斜坡上向上或向下运动，并能够翻越30厘米（11.8英寸）高的障碍物。

　　Astrobee

　　Astrobee是一个边长为32厘米的立方体。每个角和大部分边上都覆盖了一层柔性保险杠材料，从中嵌入了推进系统。机器人的中心部分包含丰富的传感器、控制系统、触控屏幕，以及为后续增加硬件而预留的有效载荷托架，其中包括一个手臂用于抓取国际空间站的扶手。

　　美国宇航局表示，Astrobee在国际空间站上运行可以通过地面进行远程遥控，同样也可以让它完全自主操作。通过可以兼容各种定制硬件的模块化托架，这款机器人能够执行各种任务的，在某些情况下甚至能够从人类宇航员手中接过繁琐又无聊的“家务”作业。美国宇航局预计2018年9月之前将Astrobee送上轨道。

　　PUFFER

　　日前，来自 NASA 的研究人员研发出了一种被命名为 PUFFER的体积袖珍但却十分灵活的折纸式探索机器人，小到可以折成巴掌大的样子，十分轻易的放入大型航天器中运载到外星球，以简单、低成本的方式能在洞穴和熔岩管等狭小或环境恶劣的空间中来去自如并执行探索任务。

　　PUFFER 机器人原型整体重量只有12克，如一台智能手机般大小，可以从3米高的地方坠落下来不损坏，并且能在 45°的斜坡上顺利爬行。PUFFER 机器人目前原型已经出炉，将在 2017 年进行测试，如果一切计划顺利，预计会在 2020 年被派往火星进行探测之旅。