美国宇航局的太空蜜蜂机器人首次展示了在太空中的自主飞行 | 智能技术

发布日期:2019-10-28 10:00

一个名为“大黄蜂”的自由飞行的太空蜜蜂立方体和国际空间站(ISS)上的对接站的视图

自从2017年我们第一次在美国宇航局艾姆斯见面以来,美国宇航局的人工智能太空蜜蜂机器人(Astrobee)已经走过了漫长的道路。事实上,他们已经一路到达了国际空间站:大黄蜂、蜂蜜和蜂王现在就在上面。当蜜蜂和蜂王还在箱子里打包的时候,大黄蜂已经在嗡嗡地转来转去,习惯了它的新家。为了准备单飞,Bumble所需要的只是一些宇航员辅助的环境测绘,上个月,这个小小的机器人立方体终于开始了第一次完全自主的国际空间站探险。

8月28日,在国际空间站的日本实验舱(  Jem),也就是Kibo,进行了一个小时的太空蜜蜂机器人(Astrobee)测试,我们把上面的视频剪辑在一起。宇航员克里斯蒂娜·科赫(Christina Koch)一直在与美国宇航局Ames的机器人专家合作,进行早期的太空蜜蜂启动活动,虽然没有像所有人希望的那样完美,但是机器人能够通过Jem成功飞行。克里斯蒂娜和另一名宇航员,在与正义与平等运动相连的“和谐”节点上,在镜头外跳了一小段舞蹈来庆祝。


美国宇航局的远征60飞行工程师克里斯蒂娜·科赫(Christina Koch)在日本的Kibo实验室模块内工作,负责监测自由飞行的Astrobee机器人助理的机动性测试

太空蜜蜂机器人(Astrobee)的第一个自主任务的目标是了解自己的计划,遵循一个飞行计划,其中包括从地面上传到机器人的一系列航路点和目标,然后返回码头。所有这些都是在没有地面控制人员或宇航员直接干预的情况下完成的。正如你在视频中看到的,克里斯蒂娜(Christina)在做事情的时候,基本上只是跟着笨手笨脚的人,避开导航摄像头,在其他方面只要确保机器人没有遇到麻烦。

太空蜜蜂是如何飞行的
到目前为止,对于太空蜜蜂机器人(Astrobee)来说,最困难的部分就是如何让它的定位功能能够可靠地工作。虽然机器人视觉导航,它依赖于预先存在的地图,而不是做SLAM。把这些最初的地图放在一起,包括手工携带Bumble在Jem周围收集图像,然后离线(回到地球)处理,以识别图像中的特征,并将它们与位置关联,以Bumble来建立导航的地图。

有了这样的地图,你必须找到合适的功能组合,包括导航,才能以最佳方式工作。如果你的地图功能太丰富,你的机器人将有太多的数据要管理,如果地图太稀疏,机器人将无法准确定位。这对太空蜜蜂机器人(Astrobee)来说有点棘手,NASA Ames智能系统部门的副组长Maria Bualat向我们解释道:

结果发现我们的地图需要更丰富。我们试图将它们剔除,以使它们快速高效,但我们没有保留足够的功能,使机器人能够强大地定位,因此它会丢失很多。在我们早期的一些活动中,当我们试图进行甚至是基本的飞行动作时,机器人会倾向于漂移,因为它会失去锁定。最后一个活动非常棒,因为这是我们第一次使用更加丰富的Map,而且本地化工作得非常好。这有点不错,因为克里斯蒂娜(Christina)看到我们经历了那些挣扎,她看到让机器人飞起来是多么艰难。

除了这一点点的软件优化,Bualat说太空蜜蜂机器人(Astrobee)一直运行良好,没有任何其他软件或硬件问题。这对于任何机器人来说都是令人印象深刻的,尤其是对于一个完全在地面上开发并正在太空中使用的机器人来说。至于那些负责测试太空蜜蜂的宇航员,听起来他们真的很开心。最初有一点担心(Astrobee)的推进器会太响,但这可能是一个功能,而不是一个虫子,正如Bualat解释的:“我们问过他们,他们是否觉得噪音或烦人,他们说不,事实上,他们说你一定能听到,但他们实际上喜欢它,因为这意味着阿童比不能偷袭他们。”

未来几个月,太空蜜蜂机器人(Astrobee)将继续其调试活动,包括调整Bumble,使其能够尽可能强劲地飞行。例如,如果宇航员在导航摄像机前移动,挡住一些视线,太空蜜蜂机器人(Astrobee)就需要能够导航。然后Bumble将安装并测试它的栖息臂,然后目标是开始使用一些科学有效载荷,如壁虎夹持器、RFID跟踪器和麦克风阵列,您可以在这里和这里阅读更多信息。Honey和Queen仍然需要通过他们自己的启动测试和校准,Maria Bualat说目标是让多只太空蜜蜂一起在国际空间站周围嗡嗡作响“在未来并不远”。