R2

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  伴随着美国《星球大战》系列电影逐渐成为经典,电影中那个名叫R2-D2的机器人也化作人们头脑中机器人的一种标准模板——半球形的脑袋,圆筒形的身躯,笨拙的四肢,整体感觉像是一只邮筒或垃圾桶!
  2010年11月底,现实版星球大战机器人正准备飞往国际空间站,它将成为人类制造的第一个飞上太空的人形机器人。这个机器人的代号是R2,和《星球大战》中的那个机器人的名字类似。这倒不是制造者在向《星球大战》致敬,而是机器人的英文名字是Robonaut 2,缩写为R2,本文称呼其为太空机器人2号。
  
  R2是怎样炼成的
  
  有2号,应该就有1号。第一个太空机器人的研制开始于1997年。美国航宇局最初的想法是制造一个人形机器人,能够协助航天员完成太空任务,在对人类航天员比较危险的区域或不需要人类航天员亲自上阵的区域,它能独立开展工作。2006年,太空机器人1号在不同的实验室和试验环境中表现不错,证明它的确能执行一些维护任务,或者借助一组轮子,探索月球或火星的表面。
  这一年,美国通用公司对这个机器人产生了兴趣,当时他们正在开发自己的灵巧机器人。看到美国航宇局的研制成果后,通用公司开始与美国航宇局合作,共同开发下一代太空机器人。
  于是2010年2月,太空机器人2号诞生了。它的身体材料主要是铝、钢和一些非金属材料,重150千克。它的躯干是白色的,头盔是金色的,所以看上去它就像是一位赛车手,比《星球大战》中的R2-D2酷多了。目前太空机器人的腿还没有研制完毕,所以它的身高只能从腰部算起,高度1米。肩膀宽度0.79米。如果给它装上驱动装置,运动速度可以达到每秒2米多。
  虽然太空机器人2号被设计成了人形,其实它只是外观像人而已。比如,它的头部位置可不是大脑,也不是类似电脑的中央处理器,而是视觉装备。在它超炫的眼罩后面,有四台可见光摄像机,其中的两台类似于它的眼睛,给机器人和机器人的操纵者提供立体视觉,而另外两台是辅助摄像机。它还有第五台摄像机,位于它的嘴巴里面,是一种红外线摄像机。
  脑袋的位置被摄像机占据了,太空机器人2号的“大脑”就得换个地方存放了,它其实是用自己的“胃”进行思考的,类似中央处理器的运算系统就安装在它的躯干里面,因为只有那里还有足够大的空间。
  太空机器人的脖子很灵活,可以让它向上、向下看,也可以向左、向右转动头部。它的每条手臂长81厘米,所以两臂张开,加上肩宽,长度可达2.4米。每条手臂都非常灵活,在地球重力条件下,它的手臂可以用任何姿势抓住9千克的重物,手指也可以向许多方向弯曲,每根手指部可以提住2.3千克重物。机器人的全身装有350多个电子感应器,按照研制者的话说,它的指尖“可以感觉到羽毛的存在”。
  不论是在地球上,还是未来在国际空间站里,太空机器人2号的背包里部装着它的电力交换系统,让它可以插电工作。不过如果未来把它派往另一个行星的表面,或者一颗卫星或小行星的表面上,背包里也许要装着机器人的电池组了。
  
  不断升级的R2
  
  太空机器人2号的首次任务是在国际空间站上“站稳脚跟”。空间站上的微重力环境是它的理想测试场,可以测试它和人类航天员并肩工作的表现怎/厶样。一旦表现良好,研制者就会给它添加活动下肢,各种软件也会升级,让它能够在空间站四处游走,甚至能够在空间站外的真空环境中工作。
  其实在飞往太空之前,太空机器人2号已经过了一次大改造。它刚研制出来的时候,原本是为了让人们在地球环境中更好地了解灵巧机器人的功能,为后来的机器人上太空做铺垫。由于太空机器人2号的性能很优异,于是研制者决定提前把它送上太空。在出发之前,机器人的外皮材料更换了,以适应空间站上严格的阻燃要求;屏蔽材料也添加了,以减少电磁干扰;处理器也升级了,让太空机器人对辐射的忍耐程度提高;风扇也更换了,机器人变得更安静,不会给空间站带来噪声;电力系统也重新布线,改交流电系统为直流电系统,以适应空间站上的直流电系统。
  测试表明,太空机器人2号的噪声不大,释放的电磁波并不会干扰空间站的其他设备,而且它在空间站电力系统下工作良好。此外,它还通过了振动测试,这个测试模拟了一旦它搭载“发现号”航天飞机升空时的环境剧变,以确保它可以安全抵达空间站。
  在抵达国际空间站后,太空机器人2号会首先在“命运”实验室里安家,被安装到一个固定支架上。航天员会让它完成一些在地球上曾经完成的任务,他们要摸索在太空环境中操纵灵巧机器人的技巧。等到机器人升级后,它将协助完成一些空间站的维修任务,以及清洁任务,比如控制过滤器打扫卫生。在未来,它会与航天员一起走出空间站,在真空中修理空间站的外部设备。
  经过改进的太空机器人并不需要随时有人盯着他,监督它的工作。毕竟,如果未来让它承担探索地外星体的任务,它就必须具备自主活动的能力,只要人们能够定期对它进行状态检查就可以了。
  太空机器人真正大展身手的地方正是地外星体,所以它的潜力不可限量。它可以先于人类航天员登陆外星球,比如火星或者火星的卫星,给地球上的人员提供详细的地形图和土壤样本信息,探索并确定后期的安全登陆地点。太空机器人还可以先期完成一些基础设施的建设,给后期人类抵达做准备。一旦人类航天员到达后,太空机器人会与他们并肩工作,或者单独从事一些危险工作。当然,它也可以在固定的地点长期服役,就像它即将在国际空间站长期驻留那样。
  
  R2的结局
  
  太空机器人2号的太空生活是丰富多彩的,美国航宇局给它开通了FACEBOOK和TWlTTER微博帐号,它将不定期向地球上的粉丝们展示自己的太空生活。在第一篇微博上,太空机器人2号写道:“你好,世界!我是‘太空机器人2号’,你也可叫我R2,跟随为太空而生的我一起冒险吧!”升上太空后,人们可以通过互联网,及时了解更多它的动态。这家伙不仅自己是个高科技产品,它还很时髦呢!
  “对于这个机器人来说,进入空间站只是迈出一步,而对于人类来说,却是巨大跨越。”美国一位航天人士用阿姆斯特朗当年在月球上的那句话的句式,评价太空机器人2号的意义。对于太空中首个人形机器人,它的这一步却是不归路,因为按照计划,它会一直停留在国际空间站中,直到空间站寿终正寝。如果国际空间站也和昔日的和平号空间站的结局一样,坠入太平洋的话,那/厶太空机器人2号最后也会魂归故土。
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