百家讲坛第二十二讲:智能空间机器人技术
——西北工业大学智能机器人研究中心副主任黄攀峰教授
亲爱的长安大学领导、老师、同学们,很高兴今天来到这里为大家作报告。今天我跟大家讲一下智能空间机器人技术的有关知识。
今天我要讲的主要内容有以下六个方面:1、空间机器人技术;2、空间遥操作技术;3、国外空间机器人发展现状及趋势;4、我国空间机器人的研究现状;5、我国空间机器人面临的挑战与机遇;6、我国空间机器人面临的机遇。
首先,我跟大家讲一下空间机器人技术,空间机器人是指在外层空间执行装配、拆卸、检测、维修、抓捕、释放、巡视、采样、试验等服务任务的智能机电系统。空间机器人将在空间环境下代替人完成一系列的任务,因此它对机器人的设计、加工制造和控制方面的要求都非常高,它属于一个高科技领域。比如在国际空间站、卫星、垃圾清理、航天器等方面代替宇航员完成任务,以减少对人类这方面的伤害,因此随着科技的发展,我们可以断定21世纪空间技术应该是各类空间机器人一个大舞台。我们把空间机器人分成两类:一类是在轨服务机器人(分为三类:1、舱内服务机器人2、舱外服务机器人3、自由飞行机器人);另一类是天体表面服务机器人(分为三类:1、月球机器人2、火星机器人3、水星探测器)。黄教授也对空间机器人的组成、工作原理、特点等方面都做了详细的介绍。
接下来给大家讲一下空间遥操作技术,从遥科学技术(即远程科学技术)讲起,对空间遥操作技术系统的组成又做了详细生动的讲解,是大家对空间遥操作技术有了一定的了解。
其次黄教授对国外空间机器人发展现状及趋势也做了充分的讲解,通过对加拿大空间机器人、欧洲空间机器人、日本空间机器人、美国空间机器人的讲解,指出国外空间机器人的发展趋势有以下三点:1、进入21世纪以来,抢占空间技术制高点已经成为世界主要航天大国的争夺热点,即军事运用;2、以空间操作和服务为应用背景,形成新的空间技术的工业革命,及空间机器人代替宇航员工作;3、空间机器人将向小型化、多元化发展,智能化程度更高,空间遥操作技术使得人与机器人的交压能力更加强大。
接着对我国空间机器人的研究现状作了分析,介绍了我国从事空间机器人及遥操作技术的研究院所(清华大学、哈工大、北航、西工大、北邮、国防科大、航科五院、中科院力学所);通过图片、动画和文字对我国的舱外行走机器人(EMR)地面试验系统、遥科学地面演示与验证系统做了展示。
同时也分析了我国空间机器人面临的机遇和挑战,指出机遇与挑战并存,我国空间机器人面临的机遇分以下几个方面:1、国际空间机器人技术发展至今30余年,技术比较成熟;2、代替宇航员从事空间装配、维护等空间服务已成为必然;3、国家与1993年正式成立了科学与空间机器人专家组,理论与关键技术这关已基本完成;4、载人航天工程的深入完成;5、2000年开始我国加速了空间领域的研究进程,国家在航天领域研究方面投入加大;6、空间机器人工程化成为必然。面临的挑战有以下几点:空间机器人工程设计与研制能力相对落后、基础工业不够发达、高技术加工比较落后等,因此在机遇与挑战面前我们应该努力拼搏,将我国的空间机器人事业做大做强!
最后,介绍一下我的研究工作,我们学校长期致力于空间机器人的研究和空间遥操作技术改进和创新,在大学里我们主要要做好理论研究,并且我们研究的方向有重物学的控制、自主跟踪和捕获技术、新型微型空间机器人技术、遥操作技术、月球机器人控制技术等研究方向,科研任务有两个:1、新型空间机器人系统设计和原理样机的研制;2、新概念机器人研制。
以上是我今天晚上报告的全部内容,希望对大家了解空间机器人技术有所帮助,如果大家对这方面有兴趣,可以随时找我一起讨论,随时欢迎大家!
谢谢同学们!!
(本文根据录音整理,未经报告人审阅,整理人:王洪涛)