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2015年9月,欧洲航天局做了一个实验,航天员在国际空间站上,地面上的机器人将视觉与触觉信息传递到国际空间站上,空间站上的宇航员根据这些信息遥控地球上的巡视机器人,完成了高精度作业。
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这项实验标志着人类首次在外空,与地球之间实现远程实时含触觉感知的、精细遥控操作,为未来载人月球和火星探测,实现人机协作复杂操作提供了技术基础,对于载人深空探测具有重要意义。
含触觉的太空遥控机器人也称为力反馈太空机器人,这种机器人能将自身感知的外力,真实地反馈给数百千米外甚至更远的控制人员,使控制人员产生触觉 ,并能够根据这些触觉信息,精细地操作机器人。
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将这种机器人技术与全息视觉技术匹配,可以进一步使处于远处的航天员或操作员实时亲身感受机器人的状态与所处环境,如同身临其境般的实时遥控机器人,完成高精度作业!
当前,巡视机器人是国际上月球和火星探测的重要手段,巡视机器人根据地球发送的指令执行探测任务,但受自主能力不足、远距通信、延迟等局限,作业效率低,难以执行高度复杂的操作。如何延伸人的操作能力,使人类不降落在天体表面,又能亲临其境的开展探测作业,是未来载人月球和深空探测需要解决的重要问题。
2011年,欧洲航天局和美国等多国参加的国际太空探索协调工作组,制定了以载人火星探测为远景目标的全球空间探测路线图,提出人机协作的探测模式。
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美国2015年发布的火星探测路线图,也提出绕月飞行深空居住舱和载人环绕火星探测设想,而含触觉感知的太空遥操作机器人,是实现人机协作、探测的理想装置,尤其适合航天员在环绕月球或火星飞行的载人航天器上,采用人机协作方式,精确遥控巡视机器人进行精细作业,即可避免高风险的登陆与起飞,又可降低操作难度,使巡视机器人实时按照航天员意志机动作业,大幅提高探测能力和作业效率。
该技术还有望帮助人类在地球上实时遥控机器人,代替人类自身完成特殊作业,如在深海、北极、核辐射或原油泄漏区域、战场等难以抵近或危险的地方开展探测、抢救修复、作战等任务,以及控制处于地球轨道上的机器人,开展空间碎片清除或空间设施在轨组装等任务。
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