阿圖迪圖還是希斯瑞普？

□ 遲 惑

早在上世紀80年代，電影《星球大戰》及其同名小說就風靡世界，在中國也擁有大量擁躉，許多青少年是被這本小說點燃了對宇宙和航天的興趣。

在《星球大戰》中，有兩個主角是機器人。其中一個是不會說話的維修機器人，叫做R2D2，小說的中文版中稱它為“阿圖迪圖”；另外一個是碎嘴嘮叨的勤務機器人，叫做C-3PO，中文版中稱它為“希斯瑞普”。兩人一唱一和，為影片和小說增色不少。希斯瑞普經常把R2D2昵稱為“阿圖”，也就是R2的發音。

眼下，國際空間站里也來了一位機器人。但《星球大戰》迷們可能會因為它而陷入思維錯亂之中。因為這家伙長得像希斯瑞普，名字卻叫做R2！

機器人航天員

我們現在來說說國際空間站的這位阿圖，它的全名是“機器人航天員2號”，簡稱R2，美國航宇局和美國通用汽車公司聯合研制。這是世界上第一個類人機器人航天員。之所以要強調“類人”，是因為當今機器人的種類很多，而相當多機器人看起來和人類毫無相似之處。譬如國際空間站上的另一臺機器人——加拿大制造的Dextre——是裝在中心桁架上的一對機械臂，它雖然功能強大，但外觀并不像人，更像一只巨大的竹節蟲。

R2卻看起來跟真人幾乎一樣，圓形的頭顱、規規矩矩的軀干，還有兩只手臂，甚至雙手也各長了五指。而且R2的尺寸和真人也基本一樣。

R2的雙手相當靈巧，可以抓住杠鈴做鍛煉肱二頭肌狀，可以握筆寫出流暢的英文。當然R2也可以端著儀器為航天員服務，這是它的主要工作。

美國航宇局和通用公司聯合研制的“機器人航天員2號”，它的軀體主要是鋁材制成的，部分地方使用了鋼材，因此它的分量比真人重得多，僅上半身就達到了160多千克

2012年3月，R2演示了它的語言能力。在測試中，它采用美式手語表達方式，傳遞了一個傳統問候語：“世界，您好”，此前，它曾經用“吱吱”的聲音通過它的微薄賬戶@AstroRobonaut，發出過“世界，您好！”的問候

R2將成為未來的“人頭馬”機器人

裝在國際空間站桁架上的一對機械臂

采用類人設計有一個很大的好處，就是無需為機器人研制專用工具。航天員用什么，R2就能用什么，比如螺絲刀、扳手，甚至電動工具。這不但節約了開發成本，也降低了空間操作的復雜性。至少，空間站上不需要準備兩套工具了。

美國航宇局設在約翰遜航天中心的機器人航天員項目組主任榮·迪福勒說，他們眼下的目標，是讓R2做一些例行維護工作，把航天員從這些相對簡單、重復的勞動中解放出來，從事更重要的工作。例如空間站里需要經常測試通風口的氣流。這工作固然重要，不過讓一個火箭工程師去做，似乎有點浪費人才了。而且，人類很難在失重條件下長時間穩定握持一個設備。更重要的是，人是要喘氣的，只要呼吸吹拂到儀器上，數據就錯了。因此，R2在這件工作中具有獨特優勢。

可能會有讀者問：你怎么不說說腿腳？“這個真沒有”。R2的兩條腿和兩只腳，眼下正在通用汽車公司的實驗室里研制，2011年2月26日隨發現號航天飛機來到國際空間站的，就只有R2的上半身而已。不過因為空間站里存在失重現象，無論有腿的航天員還是沒有腿的R2都懸浮在空中，并不怎么影響行動自由。另外，正是因為R2還沒有腳，所以它只能呆在一個地方端著儀器測量風速，如果要測量其他通風口的數據，就必須由航天員把它推過去。R2的上半身重130多千克，如果在地面上至少要動用手推車才能搬走。不過在沒有重力的宇宙里，推著它移動也不算太麻煩。

R2也不一定要用腿來行動，美航宇局已經嘗試把另一位R2的上半身裝在4輪高機動性車上，形成了一個類似于“人頭馬”的機器人。未來進行火星或者其他外星球探索時，就可以出動這種“人頭馬R2”，它可以用輪式底盤行走，用雙臂和雙手操作設備、采集巖石和土壤樣品。

正在把R2裝入集裝箱，準備送往國際空間站

R2背包里裝的是電力交換系統

為更好地實現散熱，在國際空間站的“命運”實驗室里，工程師更換了R2手臂上的散熱片，進而可以延長它的工作時間

2012年2月，地面控制人員激活了R2的內置計算機程序，使其能夠伸展開右臂，并能轉動手指。隨后國際空間站指令長與R2第一次在太空相互握手

R2在國際空間站命運實驗艙內

空間站生涯的開端

R2在起飛之前，就經歷了振動、真空、輻射等試驗，但這仍然無法替代在國際空間站上的測試，這是一個相當重要的工作。R2是在地面上研制的，在空間站內部的所謂“過渡環境”中，它要經受零重力、輻射、電磁干擾等問題的考驗。這種測試將提供重要的數據，總結出航天員如何與機器人攜手工作。在R2的測試期間，地面研制團隊還將不斷開發新的零部件和軟件，送到國際空間站，不斷完善R2。

但是，在地面上制造出來的R2，在失重環境下能正常工作嗎？這是需要在空間站加以觀察的問題，也是R2在今后一段時間里的主要任務。

2011年3月3日，美國總統奧巴馬給發現號航天飛機和國際空間站上的航天員打電話時，還問起R2的事情。奧巴馬甚至想知道，R2能不能做些家務。不過此時的R2還裝在箱子里，航天員們無暇把他放出來透氣。

直到2011年8月23日，航天員邁克·福薩姆才打開 R2的電源，開始了R2的航天生涯。航天員們相當喜歡R2，紛紛與它合影留念。目前R2的活動范圍僅限于空間站的“命運”艙。隨著航天員們對R2了解的不斷深入，越來越多的艙段將向R2開放，等它的兩條腿從地球送來，也許R2還可以出艙活動。這時候，航天員可以在艙內通過虛擬操作設備遙控它，不需要親身涉險了。R2可不便宜，每位的造價高達250萬美元。不過讓它去冒出艙行走的風險，總比讓一位優秀的物理學家去做這樣的事情好得多。

不僅用在太空

美國有不少企業從事機器人研制，為什么這次R2由通用汽車公司參與研制呢？這主要是通用汽車公司正在研究，如何在他們的汽車生產線上使用機器人負責總裝程序。眼下，汽車制造的很多環節都已經采用了機器人，唯獨總裝工序還大量使用真人。通用汽車公司一直為勞資問題所苦，如果在生產線上引入一部分形如R2這樣的機器人，一來無需改動各種工藝工裝，二來不需要支付工資和加班費。至少在眼下，機器人還沒成立工會呢，最重要的是還可以是確保安全生產。

國際空間站上的機械臂

R2的手和戴著手套的航天員的手在做伸展動作

R2可以拿起9千克重的啞鈴在空間站里，R2的手套，或稱為抓握輔助裝置，也已經完成了測試工作。該手套自重0.9千克，采用陣列傳感器、執行器和模擬筋骨材料制成。該手套可以增強R2的抓握能力。例如，航天員可能需要6.8千克～9千克的力量去操縱一個特定的工具，然而，使用機器人手套就僅僅需要2.27千克～4.54千克的力量。另外，這種手套不僅可以使機器人更好地完成工作，而且還能減少重復性接觸磨損和沖擊性損傷的危害

美國航宇局的目光當然是在仰望星空，該局探索系統集成辦公室主任約翰·奧爾森說，R2投入使用，是加快人與機器人共同探索宇宙事業的開始，人與機器人配合，是探索太陽系的關鍵，也許，這能讓我們發現一些今天無法想象的東西。

應用前景

研制R2的核心思想，是通用化、標準化。之前美國航宇局的太空探索機器人，不管是不是長得像人類，都和勞斯萊斯轎車一樣是單件制造的，至多像“勇氣”、“機遇”號那樣采用小批量研制的方式。由于每次任務都要研制新的機器人，導致了平均成本的居高不下。單件研制的機器人就需要專門配套各種工具和設備，進一步推高了成本。而先前研制中取得的經驗教訓往往因為項目終結而不能很好地繼承下來，導致了每次任務都要重復地為提高可靠性而大費周章，這也是要花錢的。

另外，當今世界上的絕大多數工具——包括載人航天的工具——都是根據人類的身體特征研制的。無論什么種族什么民族的人類，基本特征都是一樣的，用《西游記》的話說，“頭圓頂天，足方履地”，都擁有位于相同位置、具有相同功能的五官、上下肢和手指腳趾。這就決定了任何人發明的任何一種工具，都能為其他人所操縱和使用。這也是社會化大生產能夠開展、產品價格能隨著產量而下跌的原因。如果能解決類人機器人的技術問題，就能有效降低機器人的制造和使用成本。

因此，R2的研制，是向著真正的類人機器人邁出的重要一步。它的第一次任務之所以在國際空間站上，也許是因為只有宇航項目才能負擔起這種昂貴的研制開銷。如果R2這樣的機器人能像汽車一樣大量制造，它們進入常人的生活，承擔保姆、司機、保鏢、送水工……之類的體力勞動甚至事務性勞動，人類就可以解放自己的大腦和身體，更多地從事有創造性的科學、藝術活動。當然，如果有人需要一個貧嘴的R2，相信人工智能技術也能解決。到那個時候，任何人都可以買一個渾身金黃、走路趔趄、嘮叨個不停的機器人，陪自己解悶了。

（本篇文章圖片版權屬于美國約翰遜航天中心）

R2和俄羅斯航天員在一起

工作人員正在給R2穿衣服

美國機器人航天員R2結構解讀