衛星運轉在地球的上空,距離地表約幾百公里。當這些衛星發生故障(這種情況經常發生)時,地面的控制人員常常對此無能為力,只能通過遠程操作試圖維修。
當修不好時,這些衛星就變成了昂貴而危險的垃圾,在地球軌道上盤旋數年或數十年,直到地心引力最終將它們拉向大氣層,并在那里燃燒,化為灰燼。
如今,美國辛辛那提大學(University of Cincinnati)教授Ou Ma在他的智能機器人與自主系統實驗室(Intelligent robotics and Autonomous Systems Lab)設計了修復軌道衛星的機器人技術。
Ma說,最有用的維修衛星將能夠完成多項任務。
在他的職業生涯中,他參與了許多與國際空間站上的機械臂和前航天飛機項目有關的項目。
在他的實驗室里,Ma和加州大學的高級研究員Anoop Sathyan正在開發一種機器人網絡,這種網絡可以獨立工作,但也可以在一項共同的任務中協同工作。
在他們的最新研究中,Ma和Sathyan讓一組機器人在游戲中進行測試,這個游戲使用字符串將一個附加的令牌移動到桌子上指定的位置。
由于每個機器人只控制一根繩子,它們需要與其他機器人合作,通過增加或放松繩子上的張力來響應每個機器人的動作,從而將令牌移動到正確的位置。
使用一種名為遺傳模糊邏輯(genetic fuzzy logic)的人工智能,研究人員能夠讓3個機器人移動令牌到研究人員想要的地方,隨后是5個機器人。
他們的研究結果本月發表在《Robotica》雜志上。
研究人員發現,使用5個機器人,即使其中一個出現故障,整個團隊也能完成任務。
研究人員得出結論:“這對于機器人數量較多的情況尤其如此,因為單個機器人的責任較低。”
Ma說,每一次衛星發射都有可能出一百萬種問題。但是對于大多數的小故障,一旦衛星被部署,地面上的人們什么也做不了。
Ma說,把人類送到太空修理衛星的費用高得令人望而卻步。
“大型商業衛星造價昂貴。他們的燃料用完了,或者出現故障,或者壞了。”
“他們希望能夠到那里去修理,但現在這是不可能的。”
NASA希望改變這一現狀。在2022年,該機構將發射一顆能夠為其他近地軌道衛星補充燃料的衛星。
其目標是攔截美國政府的衛星并為其補充燃料。
他的研究有助于推動知識的前沿,為未來的太空項目鋪平道路。
“我們不會開發一個完整的任務。我們正在開發基礎技術,”Ma說,“一旦這項技術被證明有效,美國宇航局或一家商業公司將會把它帶入下一個階段。”


