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介绍来自空间站的机器人
摘要：在科学技术迅速发展的背景下，机器人如雨后春笋般涌现，并渗入到人们的生活和生产中。空间机器人在太空利用和太空探索中发挥了重要作用，可以协助人类，甚至完全包办科学试验、出舱操作及空间探测等。
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随着科学技术的发展，越来越多的机器人被设计和制造出来，进入人类生产和生活的各个领域。探索和利用太空的过程中，空间机器人同样发挥了它们的作用，代替或协助人类在太空中进行科学试验、出舱操作、空间探测等活动。
最像宇航员的机器人：Robonaut2
为了完成国际空间站的维护工作，宇航员们经常要进行出舱行走。在此过程中，他们需要穿着笨重的舱外宇航服，离开太空舱的保护，直接暴露在恶劣的太空环境中。为了尽量减小这种风险，美国航天局开发设计了名为“Robonaut2”（简称R2）的机器入，以期在未来能够替代宇航员完成这些工作。
R2的外观与人类宇航员十分接近，其头部和手臂连接在躯干上。而躯干既可以与能在微重力环境下工作的机械腿组合，完成国际空间站上的任务，又能与轮式底盘相结合，变成像火星车那样在行星表面移动的机器人，在行星的探测与航天基地建设中承担工作。
R2的"眼睛”是头部的4个视觉摄像头，每两个摄像头能够组成一个视觉信息单元，其中一个单元工作、一个单元备用。R2“嘴部”周围还部署了15个红外摄像机，能够接收到人眼所不能感知的红外信号，从而帮助它更准确感知周围的情况。
R2的手臂上安装了两只具备多达12个自由度的灵巧机械手，手臂本身还具有7个自由度，能够完成对于机器来说相对复杂的动作。R2每根手指能够施加的最大抓握力约为22牛顿，手臂的最快移动速度为2米/秒，遍布全身的350个传感器能够提供类似于人的触觉的信息，不但能够帮助R2有效地完成工作，还能确保其安全性，使其不会因为用力过猛而损坏设备或伤害人类。
R2的"大脑"是38个PowerPC型处理器。为了应付太空中可能让芯片“死机”的高能粒子，这些芯片相对于地球上使用的同类产品，采取了特别的防护措施。
2011年2月24B,R2乘坐"发现号"航天飞机到达国际空间站。在国际空间站驻留期间，作为初步的试验，R2进行的仅仅是在太空舱里面打扫过滤器、清除尘土这些简单的工作，并在2018年圆满完成了任务，被运回地球进行检修和升级。不过在未来，它还将重返国际空间站，最终完成舱外行走等任务，并有可能成为宇航员们的太空医生，在地面医护人员的操作之下为宇航员们提供专业的医疗服务。
飞船对接好帮手：加拿大机械臂
国际空间站上的机械臂虽然不具备与人接近的外观，但由于其能在操作人员控制下协助航天员完成各类任务，因此它们一般也被划入了空间机器人的范畴。
2019年11冃在国际空间站上，最为人所知的机械臂当属由加拿大设计制造的第二代“加拿大臂”（Canadarm2）。
加拿大臂的长度为17.6米，能移动物体的最大质量可达116吨，足以满足移动航天飞机与空间站对接的要求。加拿大臂能够利用国际空间站的骨架——综合桁架结构在国际空间站上移动，从而能够被部署到空间站的不同位置，在空间站建设和维护的过程中充当太空吊车，将空间站舱段、维护所需的各种设备和物料移动到合适的位置。宇航员也可以将自己连接在加拿大臂末端，借助加拿大臂在空间站外围便捷地移动到需要的工作位置。为了完成这种工作，加拿大臂上还设置了供宇航员存放工具和连接安全绳的装置。
航天员的好伙伴：小型舱内机器人
2018年，一台名叫CIM0N的人工智能机器人助理被部署到了国际空间站上，开始陪伴宇航员的工作。
CIM0N由空中客车公司、德国航空航天中心（DLR）和IBM公司等企业与机构合作研发。由于太空中的失重环境，有着浑圆外观的CIM0N可以漂浮在空间站的座舱中，因此也被戏称为“漂浮的大脑”。
CIM0N与宇航员的交流是通过天地联动的方式进行的。当宇航员和CIM0N交谈时，CIM0N将宇航员的语音信息识别为文字信息，利用国际空间站与地面的通信链路将文字信息下传到IBM的云计算系统中。AI将对宇航员话语的含义进行分析，判断宇航员的意图，并生成CIM0N对宇航员的回应内容，传回国际空间站。
在收到地面处理过的信息后，CIM0N通过自己的屏幕和扬声器向宇舟亢员做出语音、图像表情和内容的回应。在工作中，CIM0N可以根据指令在屏幕上显示宇航员工作的待办日程、各项工作的执行步骤，还可以帮宇航员在资料库中找出工作所需的手册。此外，宇航员们还可以和CIM0N闲聊，来缓解太空生活中的孤独。
太空蜜蜂
和CIM0N-样，即将奔赴国际空间站的太空蜜蜂也是一种T头不大的宇航员舱内助手。它的外形是一个边长约32厘米的立方体，重约10千克。太空蜜蜂能够通过自身的小型旋翼在空间站舱内自主移动飞行，代替宇航员进行一些简单重复的工作。例如，它能够通过扫描RFID标签，盘点跟踪空间站上数以千计的工具和零部件；它还能够替代宇航员在空间站的各个舱段中进行巡视，监视不同位置的温度、气体成分等环境参数，保证空间站的正常运行。
对于地面控制人员来说，太空蜜蜂也是他们在太空中的另一双眼睛。他们只需坐在地面的控制室中，就能操控太空蜜蜂到达他们想要检视的位置，通过太空蜜蜂传回的视频数据掌握空间站上的运行情况，监控科学试验的进行。
以往，试验新的航天技术往往要发射一颗专门的试验卫星，成本相当高昂，试验周期也比较长。而太空蜜蜂则能为各类新技术提供低风险、低成本的前期试验平台。研究人员只需将相应技术的试验装置安装到太空蜜蜂上，就能获得在近地轨道上的真实试验环境。一旦试验中出现未曾预想的问题，宇航员可以立即亲自动手帮忙解决。
李会超.细数空间站里的机器人[J].小读者,2019(21):50-51.
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先进天基太阳天文台(AdvancedSpace-basedSolarObservatory,ASO-S)是中国首颗太阳专用观测卫星[1],硬X射线成像仪(HardX-rayImager,HXI)作为其3台载荷之一主要负责在30–200keV能段对耀斑源区进行成像、能谱和光变观测,以研究耀斑磁重联中的能量释放和高能电子加速等物理过程[2].
2020-08-27
太阳黑子是产生于太阳表面的，容易被观测的太阳活动现象，其所在的太阳区域有强磁场的聚集。对太阳黑子的观测和分析对于人类理解和研究太阳活动具有重大意义，如帮助天文学者研究耀斑的爆发与黑子群的相关性[1]。随着太阳物理学以及观测设备的发展[2,3]，人们对于太阳黑子观测产生的数据量呈爆发式增长趋势。
2020-08-27
莱曼阿尔法太阳望远镜(LST)[1,2,3]是先进天基太阳天文台(ASO-S)[4,5]卫星的3个有效载荷之一,它由白光太阳望远镜(WST)、全日面成像仪(SDI)、日冕仪(SCI)和导星镜(GT)组成[2,6].SDI和WST的视场为1.2倍太阳半径,SDI的工作波段为莱曼阿尔法波段(121.6±7.5nm),WST的工作波段为紫外窄带连续谱(360±2.0nm)[2,6].
2020-08-27
太阳是太阳系的中心,也是距离我们最近的一颗恒星,它孕育了地球的万物.太阳耀斑和日冕物质抛射(CME)是太阳大气乃至整个行星际空间能量释放最为剧烈的两类爆发现象,蕴含着丰富的物理过程[1,2,3,4].太阳磁场是引起太阳活动的一个根本原因,是太阳上各种活动现象的能量来源.对于它们的研究,既能加深人们对太阳的认识和理解,又能帮助人们理解宇宙中其他恒星上发生的类似现象[5,6].
2020-08-27
19世纪50年代,Bobcock父子利用机械扫描的方法,将狭缝光谱仪测量的线源(一维)目标的磁场通过机械扫描获得日面二维磁图,该磁图具备多波长、非实时的特点(光谱型磁像仪).到了70年代发明了视频磁像仪,从而能够获得某一波长的实时二维磁图(滤光器型磁像仪)[1].我国太阳磁场的观测研究始于上世纪80年代,中国科学院国家天文台怀柔太阳观测基地研制的35cm太阳磁场望远镜[2]、60cm多通道望远镜[3]以及全日面太阳望远镜[4]均进行太阳磁场的观测,都属于滤光器型磁像仪.
2020-08-27
公元 4943 年，X 国科学家预测一颗来自太阳系外的未标明巨行星将在 20 年后撞击地球。这个消息一经传出，马上就如洪水猛兽般触动着每一个人的神经，如滚雪球般在极短的时间内席卷了整个地球。各个国家暂时抛弃了私怨，组成联合政府，商讨如何解决这个关系人类未来的重大问题。
2020-07-14
太阳系是我们的家园，也是我们探索宇宙的第一站。在认识宇宙的漫长历程中，从史前人类到 2000 多年前的古希腊先哲，再到 17 世纪的开普勒、牛顿等科学巨匠，我们对宇宙的几乎所有探索都集中在太阳系的日月行星等天体上。直到 18 世纪早期，人们才真正开始关注太阳系以外的诸如恒星等天体。
2020-07-14
美国一直在默默搞自己的核火箭计划。美国宇航局很早就认识到，如果要把探索目标定在更深远的太阳系，核推进可能是唯一可行的技术选择。即使探测范围仅仅超越火星轨道，太阳能电池板所能提供的电力就已经不够了，而采用化学推进将需要大量的推进剂或超长的行程时间，新视野号冥王星探测器就是个明显的例子。
2020-07-14
太阳轨道器运行的位置，是整个太阳系里环境最恶劣的地方之一。虽然最后确定的轨道比最初设计要离太阳远一点，但在最近的地方，太阳轨道器距离太阳也只有 4200 万公里。这个数字看上去挺大的，但只有地球到太阳距离的 1/4。想想夏日正午的阳光是什么样的？而且地球外面还有厚厚的大气层。实际上，这个距离比金星到太阳还近。
2020-07-14
地球所处的太阳系并不平静。小行星带、柯伊伯带和奥尔特云中存在大量不稳定的碎片，它们是太阳系制造行星时留下的碎屑。据推测，最终成为车里雅宾斯克陨石的流星可能形成于约3万年前小行星带中的一次强烈碰撞。柯伊伯带位于海王星轨道之外。奥尔特云是包围太阳系的一圈云状陨石圈，也是艾桑彗星的故乡。
2020-07-14
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专业分类：科学
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国内刊号：32-1113/P
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2020-03-23
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上传者：管理员
