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，專門為國際空間站的宇航員提供各項幫助。
Astrobee是一個邊長為32厘米的立方體。每個角和大部分邊上都覆蓋了一層柔性保險杠材料，從中嵌入了推進系統(tǒng)。機器人的中心部分包含豐富的傳感器、控制系統(tǒng)、觸控屏幕，以及為后續(xù)增加硬件而預(yù)留的有效載荷托架，其中包括一個手臂用于抓取國際空間站的扶手。盡管這款機器人在設(shè)計上就是為了在國際空間站上自由的飛行，不過在地面進行測試的時候，Astrobee被安裝在一個雪橇的頂部，使用二氧化碳噴氣推進器創(chuàng)造低摩擦的空氣，從而讓機器人在非常平滑（同時非常巨大）的花崗巖石塊上移動。這允許科研人員測試機器的推進和導航系統(tǒng)，不過一旦將其運輸?shù)教?，整個立方體就完全依賴藍色保護套進行保護，沒有在測試過程中的其他保護配件。
Astrobee是一個全新平臺，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系統(tǒng)。Astrobee完全使用電動推進系統(tǒng)，通過擴展塢能夠自行充電。
Astrobee在國際空間站上運行可以通過地面進行遠程遙控，同樣也可以讓它完全自主操作。通過可以兼容各種定制硬件的模塊化托架，這款機器人能夠執(zhí)行各種任務(wù)的，在某些情況下甚至能夠從人類宇航員手中接過繁瑣又無聊的“家務(wù)”作業(yè)。
在Astrobee的兩個側(cè)面，位于保護屏罩后面的是葉輪——能夠吸入空氣的大風扇。兩個葉輪的相互作用能最小化陀螺力，在機器人的內(nèi)部不斷形成空氣加壓袋，通過每個面的噴嘴進行引導輸出。如果所有噴嘴都處于關(guān)閉狀態(tài)，那么Astrobee就會停止移動；也可以單獨或者組合打開形成推力，從而讓機器人朝著反方向移動。
在Astrobee的每個面裝備推進模塊的同時，也為自主操作預(yù)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容納各種有效載荷（兩個位于正面，兩個位于背面），每個托架都含有機械、數(shù)據(jù)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，而且一個重要功能是從地面遠程進行遙控，在必要的時候允許地面的控制器來直接控制機器人，從而在Astrobee的自主駕駛系統(tǒng)出現(xiàn)錯誤的時候地面的工作人員能夠及時接管。
這種可調(diào)節(jié)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，確保人類始終擁有最高的控制權(quán)限。哪怕在運行過程中出現(xiàn)任何問題，工作人員都能接手并掌控機器人。
在Astrobee不需要活動訪問某個地點的時候，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，來自美國宇航局的工程師設(shè)計了一個可愛的小型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，有必要的時候就會伸展出來。
使用后置攝像頭，這個機械臂能夠定位和抓取標準化扶手，同時也用來幫助宇航員在國際空間站穿梭和保持原地。通過棲息手臂能夠確保Astrobee處于靜止狀態(tài)，且不再需要運行葉輪，機器人的續(xù)航時間最高可以延長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的外部將會由諾梅克斯纖維材料制作成一個彩色可繪畫的“皮膚” ，這些設(shè)計可以自行設(shè)計，也可以進行外包。除了看起來酷炫之外，另一個原因是在該立方體在可以朝任意方向移動的空間內(nèi)能夠更輕松的識別將會設(shè)備的正面和背面。對于宇航員來說，知道哪個是Astrobee的正面是非常重要的。
Astrobee由于采用自主操作設(shè)計而認為是有前途的，如果自主級別能夠達到實用的級別，那么太空機器人將會迸發(fā)無窮的潛力。
Astrobee是一個邊長為32厘米的立方體。每個角和大部分邊上都覆蓋了一層柔性保險杠材料，從中嵌入了推進系統(tǒng)。機器人的中心部分包含豐富的傳感器、控制系統(tǒng)、觸控屏幕，以及為后續(xù)增加硬件而預(yù)留的有效載荷托架，其中包括一個手臂用于抓取國際空間站的扶手。盡管這款機器人在設(shè)計上就是為了在國際空間站上自由的飛行，不過在地面進行測試的時候，Astrobee被安裝在一個雪橇的頂部，使用二氧化碳噴氣推進器創(chuàng)造低摩擦的空氣，從而讓機器人在非常平滑（同時非常巨大）的花崗巖石塊上移動。這允許科研人員測試機器的推進和導航系統(tǒng)，不過一旦將其運輸?shù)教?，整個立方體就完全依賴藍色保護套進行保護，沒有在測試過程中的其他保護配件。
Astrobee是一個全新平臺，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系統(tǒng)。Astrobee完全使用電動推進系統(tǒng)，通過擴展塢能夠自行充電。
Astrobee在國際空間站上運行可以通過地面進行遠程遙控，同樣也可以讓它完全自主操作。通過可以兼容各種定制硬件的模塊化托架，這款機器人能夠執(zhí)行各種任務(wù)的，在某些情況下甚至能夠從人類宇航員手中接過繁瑣又無聊的“家務(wù)”作業(yè)。
在Astrobee的兩個側(cè)面，位于保護屏罩后面的是葉輪——能夠吸入空氣的大風扇。兩個葉輪的相互作用能最小化陀螺力，在機器人的內(nèi)部不斷形成空氣加壓袋，通過每個面的噴嘴進行引導輸出。如果所有噴嘴都處于關(guān)閉狀態(tài)，那么Astrobee就會停止移動；也可以單獨或者組合打開形成推力，從而讓機器人朝著反方向移動。
在Astrobee的每個面裝備推進模塊的同時，也為自主操作預(yù)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容納各種有效載荷（兩個位于正面，兩個位于背面），每個托架都含有機械、數(shù)據(jù)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，而且一個重要功能是從地面遠程進行遙控，在必要的時候允許地面的控制器來直接控制機器人，從而在Astrobee的自主駕駛系統(tǒng)出現(xiàn)錯誤的時候地面的工作人員能夠及時接管。
這種可調(diào)節(jié)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，確保人類始終擁有最高的控制權(quán)限。哪怕在運行過程中出現(xiàn)任何問題，工作人員都能接手并掌控機器人。
在Astrobee不需要活動訪問某個地點的時候，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，來自美國宇航局的工程師設(shè)計了一個可愛的小型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，有必要的時候就會伸展出來。
使用后置攝像頭，這個機械臂能夠定位和抓取標準化扶手，同時也用來幫助宇航員在國際空間站穿梭和保持原地。通過棲息手臂能夠確保Astrobee處于靜止狀態(tài)，且不再需要運行葉輪，機器人的續(xù)航時間最高可以延長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的外部將會由諾梅克斯纖維材料制作成一個彩色可繪畫的“皮膚” ，這些設(shè)計可以自行設(shè)計，也可以進行外包。除了看起來酷炫之外，另一個原因是在該立方體在可以朝任意方向移動的空間內(nèi)能夠更輕松的識別將會設(shè)備的正面和背面。對于宇航員來說，知道哪個是Astrobee的正面是非常重要的。
Astrobee由于采用自主操作設(shè)計而認為是有前途的，如果自主級別能夠達到實用的級別，那么太空機器人將會迸發(fā)無窮的潛力。
相關(guān)標簽
下一篇
新聞分享