國際空間站新客人--新一代自由飛翔太空機器人
美國宇航局的Astrobee是新一代自由飛翔太空機器人，專(zhuān)門(mén)為國際空間站的宇航員提供各項幫助。
Astrobee是一個(gè)邊長(cháng)為32厘米的立方體。每個(gè)角和大部分邊上都覆蓋了一層柔性保險杠材料，從中嵌入了推進(jìn)系統。機器人的中心部分包含豐富的傳感器、控制系統、觸控屏幕，以及為后續增加硬件而預留的有效載荷托架，其中包括一個(gè)手臂用于抓取國際空間站的扶手。盡管這款機器人在設計上就是為了在國際空間站上自由的飛行，不過(guò)在地面進(jìn)行測試的時(shí)候，Astrobee被安裝在一個(gè)雪橇的頂部，使用二氧化碳噴氣推進(jìn)器創(chuàng )造低摩擦的空氣，從而讓機器人在非常平滑（同時(shí)非常巨大）的花崗巖石塊上移動(dòng)。這允許科研人員測試機器的推進(jìn)和導航系統，不過(guò)一旦將其運輸到太空，整個(gè)立方體就完全依賴(lài)藍色保護套進(jìn)行保護，沒(méi)有在測試過(guò)程中的其他保護配件。
Astrobee是一個(gè)全新平臺，確保它能夠在國際空間站完全自主地和安全地運作。其中最大的改善就是推進(jìn)系統。Astrobee完全使用電動(dòng)推進(jìn)系統，通過(guò)擴展塢能夠自行充電。
Astrobee在國際空間站上運行可以通過(guò)地面進(jìn)行遠程遙控，同樣也可以讓它完全自主操作。通過(guò)可以兼容各種定制硬件的模塊化托架，這款機器人能夠執行各種任務(wù)的，在某些情況下甚至能夠從人類(lèi)宇航員手中接過(guò)繁瑣又無(wú)聊的“家務(wù)”作業(yè)。
在A(yíng)strobee的兩個(gè)側面，位于保護屏罩后面的是葉輪——能夠吸入空氣的大風(fēng)扇。兩個(gè)葉輪的相互作用能最小化陀螺力，在機器人的內部不斷形成空氣加壓袋，通過(guò)每個(gè)面的噴嘴進(jìn)行引導輸出。如果所有噴嘴都處于關(guān)閉狀態(tài)，那么Astrobee就會(huì )停止移動(dòng)；也可以單獨或者組合打開(kāi)形成推力，從而讓機器人朝著(zhù)反方向移動(dòng)。
在A(yíng)strobee的每個(gè)面裝備推進(jìn)模塊的同時(shí)，也為自主操作預留了所有傳感器和計算硬件的空間，而且還有足夠的托架來(lái)容納各種有效載荷（兩個(gè)位于正面，兩個(gè)位于背面），每個(gè)托架都含有機械、數據和電源連接。正面頂部的有效載荷托架已經(jīng)安裝了Astrobee自己的導航傳感器。
所有Astrobee的自主導航是可選的，而且一個(gè)重要功能是從地面遠程進(jìn)行遙控，在必要的時(shí)候允許地面的控制器來(lái)直接控制機器人，從而在A(yíng)strobee的自主駕駛系統出現錯誤的時(shí)候地面的工作人員能夠及時(shí)接管。
這種可調節的自主駕駛讓機器人變得更加高效和靈活，而且控制器能夠在任何級別發(fā)出指令，確保人類(lèi)始終擁有最高的控制權限。哪怕在運行過(guò)程中出現任何問(wèn)題，工作人員都能接手并掌控機器人。
在A(yíng)strobee不需要活動(dòng)訪(fǎng)問(wèn)某個(gè)地點(diǎn)的時(shí)候，它需要確保自己在國際空間站中不被飄走。為了能夠做到這點(diǎn)，來(lái)自美國宇航局的工程師設計了一個(gè)可愛(ài)的小型3D打印棲息臂，在默認情況下折疊縮回Astrobee背面頂部的有效荷載托架，有必要的時(shí)候就會(huì )伸展出來(lái)。
使用后置攝像頭，這個(gè)機械臂能夠定位和抓取標準化扶手，同時(shí)也用來(lái)幫助宇航員在國際空間站穿梭和保持原地。通過(guò)棲息手臂能夠確保Astrobee處于靜止狀態(tài)，且不再需要運行葉輪，機器人的續航時(shí)間最高可以延長(cháng)80％。一旦處于棲息狀態(tài)，手臂的電機就可以用于平移和傾斜額機器人的身體，而這正是遠程遙控視頻相機所需要的。
Astrobee的外部將會(huì )由諾梅克斯纖維材料制作成一個(gè)彩色可繪畫(huà)的“皮膚” ，這些設計可以自行設計，也可以進(jìn)行外包。除了看起來(lái)酷炫之外，另一個(gè)原因是在該立方體在可以朝任意方向移動(dòng)的空間內能夠更輕松的識別將會(huì )設備的正面和背面。對于宇航員來(lái)說(shuō)，知道哪個(gè)是Astrobee的正面是非常重要的。
Astrobee由于采用自主操作設計而認為是有前途的，如果自主級別能夠達到實(shí)用的級別，那么太空機器人將會(huì )迸發(fā)無(wú)窮的潛力。
Astrobee是一個(gè)邊長(cháng)為32厘米的立方體。每個(gè)角和大部分邊上都覆蓋了一層柔性保險杠材料，從中嵌入了推進(jìn)系統。機器人的中心部分包含豐富的傳感器、控制系統、觸控屏幕，以及為后續增加硬件而預留的有效載荷托架，其中包括一個(gè)手臂用于抓取國際空間站的扶手。盡管這款機器人在設計上就是為了在國際空間站上自由的飛行，不過(guò)在地面進(jìn)行測試的時(shí)候，Astrobee被安裝在一個(gè)雪橇的頂部，使用二氧化碳噴氣推進(jìn)器創(chuàng )造低摩擦的空氣，從而讓機器人在非常平滑（同時(shí)非常巨大）的花崗巖石塊上移動(dòng)。這允許科研人員測試機器的推進(jìn)和導航系統，不過(guò)一旦將其運輸到太空，整個(gè)立方體就完全依賴(lài)藍色保護套進(jìn)行保護，沒(méi)有在測試過(guò)程中的其他保護配件。
Astrobee是一個(gè)全新平臺，確保它能夠在國際空間站完全自主地和安全地運作。其中最大的改善就是推進(jìn)系統。Astrobee完全使用電動(dòng)推進(jìn)系統，通過(guò)擴展塢能夠自行充電。
Astrobee在國際空間站上運行可以通過(guò)地面進(jìn)行遠程遙控，同樣也可以讓它完全自主操作。通過(guò)可以兼容各種定制硬件的模塊化托架，這款機器人能夠執行各種任務(wù)的，在某些情況下甚至能夠從人類(lèi)宇航員手中接過(guò)繁瑣又無(wú)聊的“家務(wù)”作業(yè)。
在A(yíng)strobee的兩個(gè)側面，位于保護屏罩后面的是葉輪——能夠吸入空氣的大風(fēng)扇。兩個(gè)葉輪的相互作用能最小化陀螺力，在機器人的內部不斷形成空氣加壓袋，通過(guò)每個(gè)面的噴嘴進(jìn)行引導輸出。如果所有噴嘴都處于關(guān)閉狀態(tài)，那么Astrobee就會(huì )停止移動(dòng)；也可以單獨或者組合打開(kāi)形成推力，從而讓機器人朝著(zhù)反方向移動(dòng)。
在A(yíng)strobee的每個(gè)面裝備推進(jìn)模塊的同時(shí)，也為自主操作預留了所有傳感器和計算硬件的空間，而且還有足夠的托架來(lái)容納各種有效載荷（兩個(gè)位于正面，兩個(gè)位于背面），每個(gè)托架都含有機械、數據和電源連接。正面頂部的有效載荷托架已經(jīng)安裝了Astrobee自己的導航傳感器。
所有Astrobee的自主導航是可選的，而且一個(gè)重要功能是從地面遠程進(jìn)行遙控，在必要的時(shí)候允許地面的控制器來(lái)直接控制機器人，從而在A(yíng)strobee的自主駕駛系統出現錯誤的時(shí)候地面的工作人員能夠及時(shí)接管。
這種可調節的自主駕駛讓機器人變得更加高效和靈活，而且控制器能夠在任何級別發(fā)出指令，確保人類(lèi)始終擁有最高的控制權限。哪怕在運行過(guò)程中出現任何問(wèn)題，工作人員都能接手并掌控機器人。
在A(yíng)strobee不需要活動(dòng)訪(fǎng)問(wèn)某個(gè)地點(diǎn)的時(shí)候，它需要確保自己在國際空間站中不被飄走。為了能夠做到這點(diǎn)，來(lái)自美國宇航局的工程師設計了一個(gè)可愛(ài)的小型3D打印棲息臂，在默認情況下折疊縮回Astrobee背面頂部的有效荷載托架，有必要的時(shí)候就會(huì )伸展出來(lái)。
使用后置攝像頭，這個(gè)機械臂能夠定位和抓取標準化扶手，同時(shí)也用來(lái)幫助宇航員在國際空間站穿梭和保持原地。通過(guò)棲息手臂能夠確保Astrobee處于靜止狀態(tài)，且不再需要運行葉輪，機器人的續航時(shí)間最高可以延長(cháng)80％。一旦處于棲息狀態(tài)，手臂的電機就可以用于平移和傾斜額機器人的身體，而這正是遠程遙控視頻相機所需要的。
Astrobee的外部將會(huì )由諾梅克斯纖維材料制作成一個(gè)彩色可繪畫(huà)的“皮膚” ，這些設計可以自行設計，也可以進(jìn)行外包。除了看起來(lái)酷炫之外，另一個(gè)原因是在該立方體在可以朝任意方向移動(dòng)的空間內能夠更輕松的識別將會(huì )設備的正面和背面。對于宇航員來(lái)說(shuō)，知道哪個(gè)是Astrobee的正面是非常重要的。
Astrobee由于采用自主操作設計而認為是有前途的，如果自主級別能夠達到實(shí)用的級別，那么太空機器人將會(huì )迸發(fā)無(wú)窮的潛力。
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