Hello,我们是航天机器人

相信看过《机器人总动员》的朋友，都对萌萌的瓦力和伊娃的惊险太空之旅印象深刻。

十多年过去了，随着机器人技术和航天领域的发展，越来越多的机器人出现在空间站中。各航天大国都相继或计划将不同型号的机器人送上太空，作为航天员们的生活伙伴和工作助手。

今天就让我们来认识一下这些各具特色的机器人航天员吧！

最漂亮：

首位进入太空的“女性”

近年来，在航天领域发展迅速的印度，正在全力研发一位神秘的美女机器人，计划在2022 年印度航天员首次进入太空之前，由她代替人类执行两次无人飞行任务。

Vyommitra

这位名叫 Vyommitra 的女性机器人外表看上去与真人无异，甚至可以称得上漂亮。身着灰色制服的她看起来更像是公司里的商务白领，而不是一名航天员。Vyommitra 可以熟练大方地用英语和印度语与参观者交流。

按照印度空间研究组织（ISRO）项目负责人的介绍，Vyommitra将在正式载人之前的无人飞行任务中进行某些实验，并将始终与ISRO 指挥中心保持联系。

不过，对于目前只有上半身没有腿，还无法自由移动的 Vyommitra来说，能独立开展的实验似乎有限，多以点击面板按钮一类的简单操作为主。恐怕她更大的作用是模拟测试有人在飞船上时，载人轨道航天器“加甘扬”会有什么样的表现。Vyommitra 究竟能在太空发挥多大作用，还有待进一步观望。

由于印度载人航天计划中没有女航天员，若能成功发射，Vyommitra 将成为印度首位进入太空的“女性”。这或许可以解释为何ISRO 要选择把机器人塑造成这样一个漂亮女性的形象，毕竟以后若要和航天员们一同进入太空，美女相伴可以为单调的太空之旅增加一抹难得的亮色。

不过，如果未来不满足于让 Vyommitra仅仅做一个“花瓶”，ISRO 还需要不断完善她的外形和各方面性能，以胜任更多人类能做的工作。

最可爱：

首个太空语音机器人

2013年 8月，日本种子岛宇航中心成功发射 H-IIB火箭。虽然这不是航天史上最牛的一次发射，但一定是最萌的那次，因为其中搭载了首个会说话的太空机器人——Kirobo。

Kirobo

这个小家伙高约 34厘米，重量约 1公斤，由东京大学与丰田汽车公司等共同研制，外形设计灵感来源于日本经典动画人物“铁臂阿童木”。他的主要任务是作为日本首位国际空间站站长若田光一的语音助手，在长达6 个月的空间站工作期间，提供各种操作说明并传递来自地面控制室的最新信息。同时，在深邃寂静的太空中，他还可以为航天员排遣寂寞，提供感情及精神方面的支持。

Kirobo 配置了人脸识别功能，他在进入太空前就记住了若田光一的长相，以便在太空相聚时可以认出对方。而在等待若田光一的前 3 个月中，Kirobo 之所以始终保持沉默，是因为他只会讲日文。其他的航天员要想和这个“小可爱”说上两句，还得自己先努力学习日语。

和 Kirobo 功能类似的，还有 2018 年飞抵国际空间站，由欧美联合开发的太空人工智能机器人 Cimon。这个健身球形状的机器人看上去其貌不扬，却是一个会飞的智能神器，不仅可以在空间站里自由漂浮飞行，而且能通过识别面部表情、情绪、声音等，跟航天员互动，帮助航天员处理多种问题。

最硬核：

首位机器人飞船指挥官

2019 年 8 月，一位名叫 Fedor的钢骨人形机器人佩戴着特制的连指手套，手拿俄罗斯国旗，搭乘联盟号飞船飞向国际空间站。

Fedor

他不但是本次飞行任务的唯一乘客，也是人类航天史上首个担任飞船指挥官的机器人。他全程监测和实时报告无人驾驶发射、飞行状况，以及对接国际空间站的全过程。要知道，在他之前的机器人们，都是作为货物放在货运舱中送上太空的，而硬核战斗民族俄罗斯，把科幻电影中才有的场景，变成了现实。

Fedor具备人工智能和远程控制两种控制模式。他可以自主移动和工作，也可以切换到远程控制模式，在身穿控制服的操作员控制下工作。同时，为了确保Fedor不会因意外对国际空间站造成任何损害，空间站安装了一套特殊的移动算法，严格限制他的一举一动。

尽管 Fedor履历中的技能包括举重、做俯卧撑、分类放射性废物、操作电钻、开瓶盖、灭火、开车、双“手”持枪快速射击……现阶段他的工作却并没有这么炫酷，主要包括使用特制海绵清理空间站外壳和舷窗的灰尘；在工作区用手电筒为航天员提供照明；使用钳子等工具截断电缆；插拔空间站内外供电系统专用连接器。

除此之外，会开玩笑，也能思考哲学的Fedor更多是作为航天员的“社交伙伴”。为此，研发团队为他开发了一套智能语音交互系统，可以进行各种场景对话。据称“Fedor非常善于社交聊天，很有幽默感”，堪称机器人界的段子手。

如果 Fedor 能够通过国际空间站的所有测试，俄罗斯下一步将让他出舱受训，在未来担纲更换部件、维修设备等更复杂的出舱任务，以降低人类航天员太空行走的风险。

最坎坷：

国际空间站首位机器人

作为早期探索机器人与航天员如何共生的实验品，2011年飞抵国际空间站的Robonaut 2（简称 R2）可以说是机器人航天员界的大哥。和普通国际空间站航天员一样，R2 也拥有自己的推特账号，他在自己的首篇推文中写到：“我已经为进入空间站做好了一切准备，和我一起进行国际空间站太空之旅吧。”

Robonaut 2

按照美国宇航局的规划，R2 的空间站探索分为 3 个阶段，第一阶段是固定作业；第二阶段是舱内活动，需要在国际空间站内移动；第三阶段是舱外活动，在真空中工作，需要对机器人的重要硬件进行更多升级。

最初的 R2 机器人和 Vyommitra 一样，属于半身机器人，拥有人类的躯干、头部和臂部。进入太空后，他的主要工作是根据地面的远程操控按开关和清洁扶手。2013 年年底，R2 的躯干就顺利完成了第一阶段固定作业的目标。

信心满满的美国宇航局为了尽快进入第二阶段，决定开展一项较为复杂且颇具风险的升级——给R2安装一双腿。顺利的话，新的下肢能够让R2更加方便地在空间站里移动。

然而遗憾的是，这次升级的结果不尽如人意。腿部的安装需要升级大量核心硬件，包括新的计算机以及连接腿和机器人 CPU 的接线，历时 40 小时的漫长“手术”过程还涉及复杂的机械装配。升级完成后，R2 多次出现无法移动、传感器故障、通信故障。航天员们对他进行了多次检查，将问题定位于处理器的电源，但始终没能彻底解决。

2013 年 12 月之后，R2 再也没能独立地完成一次科研任务。2018 年 7 月，他搭乘龙飞船返回地球，接受全面检查与修复，以待重返空间站。让我们祝愿他的下一次太空之旅能一切顺利吧！

最期待：

未来探索火星的先驱者

当 Robonaut 2 在太空遨游时，美国宇航局并没有停下研发太空机器人的脚步。其中，Valkyrie是目前最被寄予厚望的一个。

Valkyrie

和印度美女机器人 Vyommitra比起来，这位姓名来源于北欧神话女武神的机器人，从外观看不出太多的女性特征。她的身上装有4 个摄像机，28 个转矩控制节点，44 个自由度和 200 多个独立传感器，可以通过激光检测发现崎岖环境中的“平坦”区域，以此规划前进路线。

与航天员相比，她的执行效率更高，而且不受环境的影响。既可以单独行动也可以与人类合作，她将帮助人类更好地去探索太空。特别是在火星任务中，美国宇航局很可能会先于人类探险家派出机器人。当人类到达时，这些机器人就能够和人类一起工作。

令人略感失望的是，2013 年美国国防高级研究计划局举办的机器人挑战赛上，Valkyrie表现不佳，一分未得惨遭淘汰。

为了提升 Valkyrie 的能力，美国宇航局出资将 3 个机器人原型机送到 4 所知名大学“进修”，希望不同的研究团队能够充分利用各自的特长，教会 Valkyrie 一些新的技能，例如维护太阳能电池板，修复电子面板，探索新领域并收集样品等。在美国宇航局的机器人测试中，完成学业归来的 Valkyrie 尽管还有一些步履蹒跚，让人提心吊胆，但还是稳稳当当地走完了工作人员铺设的高低不平且有缝隙的小路。

不过，要承担起独自探索火星的任务，灵活行走只是第一步。在真空环境下工作，她的设计显然需要能够应对更加严苛的环境挑战。要成为一名合格的机器人航天员，还需要长期的试验和不断改进。

文/ 岳梦云

原标题：《Hello,我们是航天机器人》