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《Robotica》新研究:让智能机器人担任“卫星修理工”

卫星运转在地球的上空,距离地表约几百公里。当这些卫星发生故障(这种情况经常发生)时,地面的控制人员常常对此无能为力,只能通过远程操作试图维修。

作者: | 2019-12-05 21:02:30 | 来源:搜狐

卫星运转在地球的上空,距离地表约几百公里。当这些卫星发生故障(这种情况经常发生)时,地面的控制人员常常对此无能为力,只能通过远程操作试图维修。

当修不好时,这些卫星就变成了昂贵而危险的垃圾,在地球轨道上盘旋数年或数十年,直到地心引力最终将它们拉向大气层,并在那里燃烧,化为灰烬。

如今,美国辛辛那提大学(University of Cincinnati)教授Ou Ma在他的智能机器人与自主系统实验室(Intelligent robotics and Autonomous Systems Lab)设计了修复轨道卫星的机器人技术。

Ma说,最有用的维修卫星将能够完成多项任务。

在他的职业生涯中,他参与了许多与国际空间站上的机械臂和前航天飞机项目有关的项目。

在他的实验室里,Ma和加州大学的高级研究员Anoop Sathyan正在开发一种机器人网络,这种网络可以独立工作,但也可以在一项共同的任务中协同工作。

在他们的最新研究中,Ma和Sathyan让一组机器人在游戏中进行测试,这个游戏使用字符串将一个附加的令牌移动到桌子上指定的位置。

由于每个机器人只控制一根绳子,它们需要与其他机器人合作,通过增加或放松绳子上的张力来响应每个机器人的动作,从而将令牌移动到正确的位置。

使用一种名为遗传模糊逻辑(genetic fuzzy logic)的人工智能,研究人员能够让3个机器人移动令牌到研究人员想要的地方,随后是5个机器人。

他们的研究结果本月发表在《Robotica》杂志上。

研究人员发现,使用5个机器人,即使其中一个出现故障,整个团队也能完成任务。

研究人员得出结论:“这对于机器人数量较多的情况尤其如此,因为单个机器人的责任较低。”

Ma说,每一次卫星发射都有可能出一百万种问题。但是对于大多数的小故障,一旦卫星被部署,地面上的人们什么也做不了。

Ma说,把人类送到太空修理卫星的费用高得令人望而却步。

“大型商业卫星造价昂贵。他们的燃料用完了,或者出现故障,或者坏了。”

“他们希望能够到那里去修理,但现在这是不可能的。”

NASA希望改变这一现状。在2022年,该机构将发射一颗能够为其他近地轨道卫星补充燃料的卫星。

其目标是拦截美国政府的卫星并为其补充燃料。

他的研究有助于推动知识的前沿,为未来的太空项目铺平道路。

“我们不会开发一个完整的任务。我们正在开发基础技术,”Ma说,“一旦这项技术被证明有效,美国宇航局或一家商业公司将会把它带入下一个阶段。”