太空机器人的特点
太空机器人工作在微重力、高真空、超低温、强辐射、照明条件差的空间环境下，它与地面上用的工业机器人有很大差别。在失重条件下物体处于漂浮状态，给太空机器人操作带来种种困难。空间视觉识别以及视觉与手爪的配合较地面更困难。太空机器人需要采用三维彩色视觉系统，以便同时确定物体的位置和方向，还要有便于更换的灵巧末端操纵器，利用其接近觉、触觉、力觉、滑觉传感器配合视觉系统完成各种操作任务。
太空机器人是如何活跃太空的？
顾名思义，“太空机器人”可理解为活跃在地球之外太空中的机器人。最早的太空机器人当首推美国于1967年4月17日发射的“勘测者3”号。这个重达280千克的机器人根本不具备人的外形特征，它可在地球科学家的指挥下，在月面“识海”地区蹒跚而行，并用“铁臂钢手”在这亘古荒漠上掘了3个洞穴，开出一条小沟（长10多米、深0?2米），挖取了若干科学家们感兴趣的月岩和月土进行化验、分析，并把珍贵的资料及时发回了地球。自此之后，各种形态的机器人开始活跃于太空中：前苏联的“月球车”8腿机器人在崎岖不平的月面上纵横几十千米；航天飞机上无脚机器人，用它有力的机械手把失效或出故障的卫星抓回机舱进行修理，每次都能挽回几千万甚至几亿美元的损失；“海盗”号上重达1?1吨的机器人庞然大物居然能合理安排能量，使只有3个月设计寿命的仪器在火星上工作了4年多……平心而论，这些太空机器人只是低等的，低智商的。随着空间科学的飞速发展，科学家们非常需要有多种传感功能、会作分析判断、能自我检查维修的新型高智能太空机器人。美国登天的“太空清道夫”、“漫游者”及“海盗3”号即是其中典型代表。“太空清道夫”的全称是“太空自动处理轨道碎片系统”，专门用以消除对航天活动危害日益严重的“太空垃圾”。它进入太空后即会自动搜寻猎物——失效的或已被废弃的人造卫星（包括运载火箭）及其碎片残骸，凡其“目力”所及，小的手到擒来，大的则用激光把它们切成小块，再一一装入“肚子”——贮存箱内。专门用以修复卫星的“漫游者”有4条灵活的机械臂，装有新颖的空气动力推进系统和大功率助推火箭，可独立飞行，也可根据需要随时调整轨道和速度。而“海盗3”号实质上是用于火星探测的一辆自动车。它的外形很奇特，两个直径5米的大车轮各由8个乙烯树脂气囊构成，这辆车可自动前进、后退、拐弯，还能越过1?5米高的障碍，并装有自动回避危险的装置。另一方面，由于近年来集成电路精细加工技术不断有重大突破，人们已能把电源、传感器、驱动、传动、自控装置火星漫游车“勇气”号和“机遇”号集成于绿豆大小的多晶硅片上，21世纪，微型太空机器人成为了空间探测的又一主力军。据报道，20世纪90年代初，美国麻省理工学院人工智能研究所已制成3种很小的机器人。其中，最小的一种其体积只有乒乓球大小，重量不到50克。1995年精工埃逊公司造出的“姆休”机器人外形像只小甲虫，前面两根触须似的导线用于供给电源。“姆休”不仅能循光行走，也可自己行动。可以遐想一下，到人们建造月球基地时，必然会先派遣大量“蚂蚁”式的6足机器人去当“建筑工人”，让它们在月球上挖土、推土，做好一切准备工作。在进行火星探测时，又可让成千上万的“蚊子”型微型机器人做开路先锋。由于它们的6条腿中都安装有储存着太阳能的硅弹簧，在其不断更换落地点的同时，从与火星尘土的作用力的分析便可确定火星土壤的特性及有关该星球的地形、地貌。人类如果登上某个星球，那些“小精灵”又可为人类乘坐的大型车辆开路，它们会把越野车前面的地形特征、地貌状况及时传送过来，以避免出现各种可能的危险。知识点太空垃圾太空垃圾是指在人类探索宇宙的过程中，被有意或无意遗弃在宇宙空间的各种残骸和废物。太空垃圾小到人造卫星碎片、漆片、零部件，大到整个火箭发动机。自2009年1月以来已发现有大量的太空垃圾在太空轨道中。由于这些高速运行的太空垃圾可对运转的卫星造成极大损害，因此太空垃圾的处理成为了科学家日益关注的问题。
为什么要让机器人到太空工作？
太空机器人是在微重力、高真空、大温差和强辐射等环境下工作的，许多太空机器人由特殊的复合材料制成，抗辐射性好，耐高温、耐低温，具有体积小、挠性好、重量轻等特点。他们依靠人工智能和专家系统技术，能够自主地执行预定任务而不需要人工干预。空间机器人配备了各种先进的智能传感器，信息电路无阻碍，结构比较特殊，能耗小，可靠性高。许多空间机器人“超人的力量”,例如,他们有多个处理程序和爬行的腿,非常适合移动和工作空间,聪明的“手”与力传感器、触觉传感器和其他传感器,并遵守三维颜色视觉传感器,实现多比协同作用,“手眼协调能力”,反映了空间机器人优越的特点。太空机器人还拥有先进的控制系统，可以通过远程通信网络和高速计算机系统远程控制。太空机器人也有更高的智能。大多数航天飞机和早期工作站都使用遥控机器人。目前，具有自主控制能力的智能空间机器人已经从研究转向实际应用。这种机器人有许多类似于人的感觉功能,可以感知外部环境的变化,自动地适应外部环境,通常有能力自动修改和编译一个计算机程序,并能自动诊断故障,它不仅可以在他们未能修复,还可以解决其他机器人。他们依靠人工智能和专家系统技术，能够自主地执行预定任务而不需要人工干预。火星探测机器人具备这些能力。随着电子技术、计算机科学和人工智能技术的进一步发展，功能控制空间机器人将在开发和利用空间资源发挥着巨大的作用。
为什么要让机器人到太空工作？
开发和利用太空资源是人类的一项十分重要的战略任务，航天员进入太空工作不仅需要耗资巨大的安全保障系统，而且生命仍然时刻受到威胁。因此，各国都在开发高级的太空机器人，希望它们助人类一臂之力，代替人类完成预定的工作。太空机器人有着非常多的优点。太空机器人是在微重力、高真空、大温差和强辐射等环境下工作的，因此它们与普通的机器人有很大的差别。许多太空机器人由特殊的复合材料制成，抗辐射性好，耐高温、耐低温，具有体积小、挠性好、重量轻等特点。别看它臂长且轻，在陆地上显得“软弱无力”，但在太空中却可以举起几十吨的载荷。太空机器人配备了各种先进的智能传感器，信息回路畅通，结构比较特别，能耗比较小，可靠性十分高。太空机器人还具有高级的控制系统，人们可以通过远距离的通信网络和高速的计算机系统，对它们进行遥控。太空机器人还具有较高的智能。在航天飞机和早期工作站使用的大多是遥控机器人。而现在，具有自主控制能力的高智能太空机器人也已从研究走向实用化。这种机器人具有许多类似于人的感觉功能，能够感知外界环境的变化，自动适应外界的环境，一般还具有自动修改和编制计算机程序的能力，并能对故障进行自动诊断，它不仅可以对自己发生的故障进行修复，而且还能修理其他机器人。随着电子技术、计算机科学和人工智能技术的进一步发展，功能完善的自主控制太空机器人，将在太空资源的开发利用中发挥巨大的作用。
