NASA的宇航技工機器人

編譯 陳軼翔

美國宇航局（NASA）的空間機器人將需要R2D2和BB-8的維修能力和智能，但實際卻可能類似于C3PO和K-2SO。

我 們應該建造什么樣的機器人來幫助宇航員探索我們自己的星系？20年來，NASA約翰遜航天中心的工程師一直在努力尋找這個問題的答案。最初是Robonaut：安裝在幾個不同的下肢和移動平臺上的有著五指的類人上半身，用以研究擬人機器人在空間和行星表面的潛力。Robonaut2是更先進的版本，于2011年飛往國際空間站（ISS）。2013年，NASA的工程師建造了更輕的全身類人機器人Valkyrie，作為美國國防高級研究計劃局機器人挑戰賽的一部分。自那以后，Valkyrie就開始幫助工程師探索在行星表面和棲息地環境下雙足步行的潛能。

在《星球大戰》系列電影中，機器人充當著各種角色：翻譯、領航飛船、戰斗、提供飲料和擲骰子賭博（或《最后的絕地武士》中出現的游戲）。我們看到BB-8和R2D2入侵敵人的電腦、越過敵方戰線搜尋秘密文件、甚至還去陪伴那些遺棄在荒蕪星球上的勇敢英雄。然而，這兩個機器人所擅長的是讓宇宙飛船繼續運行，即使在炸開的時候。為了完成這些維修工作，兩個機器人都配備了各種工具和傳感器——使得每一部電影的時間變得更長。用《星球大戰》中的語言來說，它們是“宇航技工機器人”。NASA把它們稱作看護機器人。顯然，《星球大戰》中的名字更酷。

NASA并不像義軍同盟那樣需要戰地維修，但是載人宇宙飛船需要及時的維護。自20世紀后期Robonaut創建以來，一直被認為是一位潛在的“民兵”，可在緊急情況下幫助有效應急。然而，人形機器人，如Robonaut或Valkyrie（甚至是C3PO），并沒有宇航技工機器人所隱藏的不可思議的工具庫。它們無法在需要的時候神奇地產生恰當的工具。相反，人形機器人依靠的是為宇宙飛船上宇航員創造的界面和工具。無論是最初的Robonaut還是Robonaut2，都已經演示了使用鉆頭、轉矩扳手、手術設備及空氣質量檢測裝置等，這些修復軌道所必需的令人印象深刻的系列手工工具。對像國際空間站這樣的運載工具進行預期維護的物理要求是圍繞宇航員的能力而理解和設計的。模擬這些能力的機器人應當在這些運載工具中表現良好，至少在物理方面是這樣的。

那么修理宇宙飛船的其他部分呢？除了令人印象深刻的工具庫之外，宇航技工機器人對于宇宙飛船系統有詳細的計劃，而且擁有智能，可以在激烈的戰斗中（或者是一系列的程序和意外事件中）創造性地解決問題，使得它們看起來很聰明。目前在國際空間站上的Robonaut2還不具備這種類型的知識和智能。Robonaut2執行的任何維修都需要專門的人機界面驅動，要么在空間站上要么從地面上。

未來的深空探測任務需要助手和看護機器人，這些機器人使目前完成這項工作所需的低延遲、高帶寬通信成為可能。宇航技工機器人將需要更強大的智能，事實上，我們的宇航員也需要更多的智慧。在45分鐘的往返光時延遲（到火星的最大值）情況下，飛行控制臺要告訴宇航員完成維護程序是不可行的，在相同延時下，遠程控制機器人一樣是不可行的。

為了解決這個問題，NASA一直在探索它所說的“嵌入式智能”，將太空任務實際存在的機器人（Robonaut2）與人工智能和知識庫（Watson）結合起來。R2D2關于其所在宇宙飛船的百科知識和即時解決問題的能力可能很快成為我們真實世界的Robonaut2的一部分。

《星球大戰》系列電影對于空間機器人的很多功能的預想都是正確的。NASA的空間機器人需要能夠半自主地修復宇宙飛船，需要解決可能出現的問題，并存儲關于其所在宇宙飛船的知識，就像R2D2和BB-8一樣。但是，至少在目前，它們看起來卻更像是C3PO和K-2SO。