文／本刊記者 張 克

在中國(guó)航天事業(yè)的發(fā)展進(jìn)程中，位于北京豐臺(tái)區(qū)的中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院（又稱航天一院）是中國(guó)航天事業(yè)的發(fā)祥地，中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院因此被稱作中國(guó)航天的搖籃。其研制包括長(zhǎng)征五號(hào)、長(zhǎng)征七號(hào)在內(nèi)的長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭，成為中國(guó)航天領(lǐng)域的閃亮名片。

2016年6月25日，中國(guó)新一代運(yùn)載火箭長(zhǎng)征七號(hào)成功首飛，在搭乘這枚火箭飛天的“乘客”中，有一位“高手”，在太空完成了我國(guó)首次“太空垃圾”清理技術(shù)演示試驗(yàn)——空間碎片主動(dòng)清除。

機(jī)器人引領(lǐng)技術(shù)潮流、改變某個(gè)行業(yè)的發(fā)展方向。十多年前，中國(guó)的制造企業(yè)中，很少能看到機(jī)器人的身影，而在今天，由中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院十八所研制的“6自由度空間機(jī)械臂”，也就是大家俗稱的“空間機(jī)械臂”，引起國(guó)內(nèi)外巨大關(guān)注。

記者了解到，十八所（含八一一廠）是精密機(jī)電控制設(shè)備研制單位和中國(guó)航天伺服專業(yè)技術(shù)中心，已有50多年發(fā)展歷史。2000年5月28日，根據(jù)國(guó)防科技工業(yè)戰(zhàn)略結(jié)構(gòu)調(diào)整總體要求，原十八所和國(guó)營(yíng)八一一廠合并重組成為現(xiàn)在的航天一院十八所。十八所是航天伺服產(chǎn)品主要設(shè)計(jì)生產(chǎn)配套單位，開(kāi)發(fā)了40多種伺服機(jī)構(gòu)產(chǎn)品，400多種各類(lèi)單機(jī)產(chǎn)品，伺服產(chǎn)品專業(yè)研發(fā)和生產(chǎn)配套體系齊全。擁有機(jī)械、流體、控制、電力電子、嵌入式系統(tǒng)、火工品、測(cè)控、精密檢測(cè)與測(cè)量、精密機(jī)加等專業(yè)技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)制造能力。參與完成180多次國(guó)家各類(lèi)重大發(fā)射任務(wù)。

“空間機(jī)器人指的是用于代替或協(xié)助人類(lèi)在太空中進(jìn)行科學(xué)試驗(yàn)、出艙操作、空間探測(cè)等活動(dòng)的特種應(yīng)用服務(wù)機(jī)器人。相對(duì)于地球內(nèi)，太空環(huán)境非常惡劣，充滿不確定性，人類(lèi)宇航員在空間活動(dòng)面臨危險(xiǎn)，而研發(fā)功能強(qiáng)大、操作靈活、具備高度智能的空間機(jī)器人協(xié)助人類(lèi)探索太空，是助推航天事業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要技術(shù)領(lǐng)域?！敝袊?guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院智能機(jī)器人創(chuàng)新中心負(fù)責(zé)人王燕波向記者介紹說(shuō)。

據(jù)王燕波介紹，“十八所研制的‘空間機(jī)械臂’是我國(guó)自主研發(fā)的一種空間機(jī)器人，雖然看起來(lái)只是一個(gè)機(jī)械臂，但是它要完成的任務(wù)卻很不一般。隨著人類(lèi)航天活動(dòng)越來(lái)越多，很多到壽命的衛(wèi)星等太空垃圾占據(jù)了空間軌道，給后面正常的新飛行器造成很大的安全隱患。所以我們就研制了這款空間機(jī)械臂，為和平利用太空做一個(gè)技術(shù)積累?！?/p>

太空空間環(huán)境受到高輻射、高真空、極端溫度和微重力等影響，十分危險(xiǎn)復(fù)雜。目前，在進(jìn)行艙外作業(yè)時(shí)，宇航員必須穿上價(jià)格昂貴且厚重的宇航服，更增加了操作的難度。而空間機(jī)器人可以協(xié)助或代替人類(lèi)宇航員在危險(xiǎn)的太空環(huán)境中，完成各種空間任務(wù)和各類(lèi)復(fù)雜操作。由于空間機(jī)器人的重要作用，美國(guó)、日本、加拿大、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家都在大力支持不同用途空間機(jī)器人的研究。空間機(jī)器人必將逐漸成為未來(lái)人類(lèi)太空活動(dòng)得力助手，甚至主力軍，同時(shí)也必將深入到人類(lèi)生產(chǎn)生活的方方面面。

根據(jù)不同的劃分標(biāo)準(zhǔn)和原則，空間機(jī)器人有多種分類(lèi)方法。按照用途的不同，空間機(jī)器人大致可以分為在軌服務(wù)機(jī)器人和星球探測(cè)機(jī)器人兩大類(lèi)，其中，在軌服務(wù)機(jī)器人可分為艙內(nèi)/外服務(wù)機(jī)器人和自由飛行機(jī)器人。艙內(nèi)/外服務(wù)機(jī)器人一般是指安裝或工作于空間站，協(xié)助宇航員完成各種任務(wù)的機(jī)器人系統(tǒng)，最典型的是國(guó)際空間站的加拿大機(jī)械臂，也包括安裝在航天飛機(jī)上的大型機(jī)械臂。自由飛行機(jī)器人一般指的是飛行器安裝機(jī)械臂組成用于空間在軌服務(wù)服務(wù)的機(jī)器人系統(tǒng)。星球探測(cè)機(jī)器人一般是指執(zhí)行地外星體探測(cè)的機(jī)器人系統(tǒng)，如月球車(chē)、火星車(chē)等。

近年來(lái)，中國(guó)航天科技集團(tuán)有限公司第一研究院致力于將航天與智能產(chǎn)業(yè)相結(jié)合，升級(jí)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)模式，并通過(guò)軍民融合，讓航天智能創(chuàng)新引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)變革，催生出新的應(yīng)用領(lǐng)域，創(chuàng)造出開(kāi)放、共贏的軍民合作空間，迎接智能產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的新時(shí)代。豐臺(tái)區(qū)科委“科三費(fèi)”給予了很大的支持和幫助。

據(jù)了解，目前十八所承擔(dān)了豐臺(tái)區(qū)科委“科三費(fèi)”“協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目，主要開(kāi)展協(xié)作機(jī)械臂、機(jī)器人控制器、智能識(shí)別等核心產(chǎn)品研發(fā)、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用拓展等工作。目前，已經(jīng)完成第一代協(xié)作機(jī)械臂、機(jī)器人控制器、基于深度學(xué)習(xí)的智能識(shí)別單元等核心產(chǎn)品研發(fā)，完成拖動(dòng)示教、碰撞檢測(cè)、視覺(jué)伺服等核心技術(shù)研發(fā)工作，整體性能達(dá)到世界先進(jìn)水平。協(xié)作機(jī)器人以其結(jié)構(gòu)輕巧、安全、易用等優(yōu)點(diǎn)著稱，是機(jī)器人未來(lái)重要發(fā)展方向，是機(jī)器人向普通制造業(yè)、服務(wù)領(lǐng)域等推廣應(yīng)用的重要產(chǎn)品。

談及中國(guó)航天機(jī)器人與世界強(qiáng)國(guó)的差距，王燕波坦言，年輕人應(yīng)該具備使命感。中國(guó)空間機(jī)器人近年發(fā)展很快，取得了很大成就，與世界強(qiáng)國(guó)美國(guó)、歐洲差距越來(lái)越小。我們發(fā)射的“玉兔號(hào)”月球車(chē)、空間碎片主動(dòng)清除機(jī)械臂、天宮二號(hào)人機(jī)協(xié)同機(jī)械臂等，代表著我國(guó)空間機(jī)器人的主要成就，已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。