NASA测试了四年的太空机器人，终于学会了找袜子

本文来自微信公众号：大数据文摘（ID：BigDataDigest），作者：王烨，题图来自：NASA

马斯克嚷嚷着要殖民火星的时候，国家队也不甘落后，NASA表示正计划在月球轨道上建立一个永久性的空间站，称为Gateway。

据称，Gateway将主要作为一个停驻设施，一个前往月球表面或最终前往火星的宇航员的中转站。

所以，NASA预计Gateway将会有大量的空置时间（它可能一年只有六个星期的载人时间） ，但是它需要准备好迎接宇航员的到来，提供一个安全、温暖、合适的空间。

那么，谁来给一个空荡荡的空间站打扫卫生呢？毫无疑问，只能是机器人了！因此，NASA专门开发了一款名为Astrobee的机器人，负责在无人的时候照看整个空间站。

从NASA放出来的测试视频来看，在检测到通风口堵塞后，这款方方正正的管家机器人成功利用计算机视觉自动检测到了堵塞通风口的异物——一只“宇航员的袜子”，然后打电话寻求帮助清理异物。

五年前就开始测试，如今终于学会自己找袜子啦

事实上，Astrobee并不是什么新产品，而是一款已经有着四年历史的机器人了，它的主要目标就是为了在太空中自主运行，以实现空间站在无人状态下能够长期运行。

为了这个目标，Astrobee在第一代开始就一直在接受测试，从2017年的地面测试到现在的空间站测试，Astrobee在不断进行升级。

Astrobee看起来就是一个边长32厘米的立方体，每个角和两侧的大部分都覆盖着软保险杠材料，内含一个推进系统嵌入，中心部分还包括传感器、控制系统、一个触摸屏和几个用于添加硬件的有效载荷舱，另外还一个用于抓住国际空间站扶手的手臂。

相比此前已经在空间站工作过的机器人SPHERES，继承者Astrobee最大的改进之一是推进系统。SPHERES依赖一次性碱性电池组和二氧化碳推进剂罐来飞行，需要人工照料，而Astrobee有一个电力推进系统，它可以在充电仓上自我充电。

NASA表示，Astrobee未来可以在地面直接远程控制下或完全自行在国际空间站周围飞行。通过设计模块化的舱室来接受定制的硬件，机器人可以执行各种任务，在某些情况下，可以接替人类宇航员枯燥的“家政”工作——比如找找宇航员乱丢的袜子。

美国宇航局宇航员Scott Kelly在国际空间站上与SPHERES一起工作

找袜子只是第一步，未来还有更高阶测试

Astrobee是NASA“自主和适应性照料综合系统”（Integrated System for Autonomous and Adaptive Caretaking）项目（简称ISAAC）的一个子项目，其目标是是让已经安装在空间站上的自主系统（比如生命维持系统、电力系统等等）与移动自主或半自主机器人一起工作。

以微流星体撞击为例，ISAAC处理这种情况的是找到空洞在哪里，然后'抓起一块补丁，然后把它打上去"，这一切都不需要人参与，这意味着机器人需要有移动和操纵物体的能力。

尽管有着可爱的小手臂，Astrobee不打算做那么多的操作，它需要帮助来维持空间站的正常运转，比如另一款机器人Robonaut 2——一个类人型的宇航机器人。

Astrobee的核心优势还是在于其灵活的机动能力，因为Astrobee可以依靠它周围的大气层，它可以通过向特定方向推动空气来移动自己，就像大多数在地球上飞行的东西一样。尽管有各种各样的方法可以实现这一目标，但是在微重力环境下安全操作还面临着许多独特的挑战，这些挑战导致了 Astrobee 相当复杂的推进设计。

为了进行下一次测试，Astrobee完成了对空间站日本探索舱6号舱的调查，建立了一个高分辨率多传感器3D 地图。在这个过程中，Astrobee还发现自己撞上了散落的电缆，解开了缠绕在一起的电缆，并且处理了模拟的空间对地通信中断。

随着ISAAC测试进入新的阶段，未来Astrobee还将进行更多的测试，并且更加具有挑战性。

ISAAC的团队现在正在空间站进行第二阶段的测试，重点是管理多个机器人在无人空间站和无人来访货运飞船之间运输货物。

除了使用这些新任务测试ISAAC外，该团队还增加了一个改进的操作界面，以简化对机器人系统的管理。在测试的第三阶段，也就是最后阶段，团队将对ISAAC进行更加困难的故障场景处理，比如模拟机舱漏气或火灾，并开发强大的技术来应对在应对这些危机时出现的异常情况。

相关报道：

https://spectrum.ieee.org/astrobee-nasa-gateway

https://spectrum.ieee.org/how-nasa-astrobee-robot-is-bringing-useful-autonomy-to-the-iss

https://robonaut.jsc.nasa.gov/R2/

https://www.nasa.gov/gateway

本文来自微信公众号：大数据文摘（ID：BigDataDigest），作者：王烨