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八月底,一位來自國際太空站的宇航員進行了一場公開實驗:遠程操控人形機器人,探測并修復位于“火星”的太陽場。所謂“火星”,其實是模擬火星環境建立的一個空間:鐵銹色的地面、墻壁和窗簾,此模擬空間處在德國航空航天中心,位于慕尼黑附近的奧博珀法芬霍芬。
本次實驗的機器人叫做Rollin’Justin,操作人是國際太空站歐洲太空總署的意大利宇航員Paolo Nespoli。在Nespoli的命令下,Rollin’Justin隨之完成移動、導航、靜止、修復等一系列任務。Nespoli使用的并不是直接的遠程操作,而是用一臺平板電腦來發送高級指令。在其中一項任務中,Nespoli使用平板來讓Rollin’Justin到達某個位置,并讓它從不同角度拍照。另一項任務則指引Rollin’Justin抓取一根電纜,并把它連接到數據端口上。

機器人學家將這種“平板電腦發送高級指令”的方法叫做“監控自主”方法,并認為這種方法相比完全自主方法(機器人可以隨心所欲做任何事)和直接遠程操作方法(宇航員需要控制機器人的每一個動作),有著不可比擬的優勢。監控自主能夠處理難以預計的錯誤和限制,比如交流滯后等。在這種方法下,宇航員變成了機器人的監護人,如果機器人在處理問題時遇到困難,人類則能馬上伸出援助之手,幫它順利完成任務。
來自德國航空航天中心的Neal Y. Lii博士是本次試驗的首席研究員,他表示:
這種概念依賴機器人智能,也就是機器人思考、計劃任務的能力。它提供了觸覺上的反饋和視覺上的隨動控制,減少了操作人認知上的局限,并緩解了沉浸式遠程操作系統帶來的壓力。同時,機器人智能會讓機器人一直處于一種安全的狀態之中,所以它會安靜地等待宇航員的指令和反饋。
本次試驗叫做SUPVIS Justin,是歐洲航天局多目的端對端機器人操作網絡項目(METERON project)的一部分,其目的是開發能夠探測行星的先進人形機器人,來助力未來的宇宙探索任務。比如,如果人們決定探測火星,那么他們便需要在火星表面建立棲息地和其他基礎設施,這時候,機器人便能幫上大忙了。在降落之前,宇航員可以讓機器人先到火星表面建立必需的基礎設施,待設施建立好了,宇航員才降落到火星表面。歐洲航天局和NASA一致認為這是讓人類上火星的唯一現實的方法。
在本次試驗中,宇航員Nespoli共進行了兩種任務操作。其一是讓機器人監測并重新啟動太陽能電池板單元,另一個則讓機器人進行系統軟件升級操作。

Nespoli順利且高效地完成了上述兩種任務操作,并邀請了兩位NASA宇航員Jack Fischer和Randy Bresnik參與實驗。雖然兩位宇航員對此次實驗操作毫無經驗,也從未得到相關訓練,但他們還是在Nespoli和德國航空航天中心團隊其他工作人員的幫助下,順利完成了任務。

Lii博士表示接下來團隊還會安排兩次SUPVIS Justin實驗,在下一次實驗中,團隊將會基于本次實驗經驗,提升平板的用戶界面和機器人功能。同時,團隊將會逐次增加任務的復雜性和難度,來迅速訓練機器人技能。將來,他們還會測試遠程操作系統,因為此系統將會帶來一個更加“沉浸性”的體驗,在某些任務中是非常必要的。
Lii博士表示:
我們的實驗讓宇航員處在一種監控性的自主環境中,充當協作者的角色。我們的最終目標是建立太空機器人遠程操控系統手冊,為致力于此領域的科學家們提供指導。
Via:IEEE Spectrum 雷鋒網編譯
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