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宇航员太空遥控地面机器人在外星施工变可行

时间:2015-09-10  来源:腾讯太空   发布:高端装备网 

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  当地时间9月7日下午,位于荷兰诺德韦克的欧空局空间研究与技术中心(ESTEC)内,一辆由国际空间站的宇航员遥控操作的机器人漫游车“互动半人马(Interact Centaur)”成功进行了一项远距离作业实验。

 

  这是一项高精度的工作,当时国际空间站距离地面有400千米,宇航员安德烈亚斯·摩根森(Andreas Mogensen)在太空小心翼翼地遥控漫游车机械臂,将一枚金属钉捡起后,插入作业板上一个只有0.15毫米空隙的孔内,并被要求至少插入4厘米,才能最终完成通电。摩根森第一次将金属钉插入成功花费了45分钟,但第二次只用了10分钟。

 

  这台价值142万人民币的蓝白色漫游车由荷兰代尔夫特理工大学研制,被工作人员亲切地成为“蓝虫(blue bug)”,装有距离与定位传感器,配有可以进行精密操作的两条机械臂,颈部有一台相机可以让操作者直接看到机械臂的作业情况。与传统机械臂不同的是,这台机器人的机械臂装有力反馈传感器且高度灵活,当摩根森操作操纵杆将金属钉插入作业板上的孔时,力反馈技术将作用于操作杆产生不同规律的振动告知宇航员有没有对齐。它使宇航员虽然身在远处,却能身临其境“感受”到机器人所做的操作。

 

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  科学家们认为这种力反馈技术将被广泛应用,在未来人类可以通过这项技术远程操作机器人执行更精密的任务。类似“蓝虫”的机器人漫游车可以被人类远程遥控,在月球或火星上完成人类居住区、科考站和发射场系统的建设。宇航员们在深空飞行时,也可以使用它们探索未知星球的表面情况。

 

  在地球上,它们能在对人类来说非常危险的地方工作,比如2010年美国墨西哥湾的原油泄漏与2011年日本福岛核电站的反应堆密封。这种机器人将被用于法国的一个热核聚变实验堆的工程。

 

  摩根森在空间站操作这次实验时,空间站绕地球的飞行速度是8千米/秒,宇航员操作的信号需先发向轨道高度36000公里高的地球同步轨道卫星,通过卫星发送到美国宇航局在新墨西哥州的休斯敦航天中心,再通过跨大西洋电缆传递到欧空局ESTEC发给漫游车执行,反馈的信号再沿路返回,这段信号来回的距离有14.4万公里。这将导致操作会有接近1秒的延迟,科学家将专门的算法引入到系统中,以补偿滞后,确保操作者和机器人同步进行。

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