科学家正在开发机器人网络以创建智能卫星

科学家目前正在开发独立的机器人网络，以便共同创建智能卫星。这些智能卫星可以用来修复其他在太空中的卫星。目前，修复坏掉的卫星非常困难，这种情况经常发生。由于没有真正的解决方案，昂贵的卫星最终会在几年后被重力拉回地球大气层。

辛辛那提大学教授欧玛（Ou Ma）正在开发机器人技术来修复卫星。他领导着智能机器人和自主实验室，并希望创建能够与其他卫星对接以进行维修和加油的机器人卫星。

根据欧玛的说法，最佳的修复卫星应该能够执行多种任务。他有着长期从事机器人臂在国际空间站和前航天飞机计划的项目经验。

在实验室中，欧玛和辛辛那提大学高级研究员阿诺普·萨特扬（Anoop Sathyan）正在开发能够独立和协同工作的机器人网络，以完成共同的任务。

在他们最近的研究中，两人使用了一组机器人，并使用一款新游戏测试了它们的能力，游戏中使用绳子来移动一个标记到桌子上的目标位置。每个机器人控制一根绳子，因此它们需要其他机器人的帮助来移动标记到正确的位置。为了实现这一点，它们会根据每个机器人的动作释放或增加绳子的张力。

研究团队使用了一种称为遗传模糊逻辑的人工智能技术，并成功地让三台机器人（后来增加到五台）将标记移动到期望的位置。

研究结果和实验结果本月发表在《机器人学》杂志上。

当研究人员使用五台不同的机器人时，他们发现，即使其中一台机器人发生故障，任务仍然可以完成。

“这对于机器人数量较大的问题尤其重要，因为个别机器人的故障率将很低，”研究人员得出结论。

根据欧玛的说法，每次卫星发射都可能出现无数问题，一旦卫星部署后，通常无法对其进行任何处理。

今年早些时候，一颗价值4亿美元的英特尔萨特卫星（Intelsat），大小相当于一辆小校车，达到高椭圆轨道后发生故障。SpaceX今年也发射了60颗Starlink卫星，其中一些卫星也发生了故障。对于SpaceX来说，这些卫星被设计为在低地球轨道上运行，因此会在几年后衰变。

最著名的例子发生在1990年，当时哈勃太空望远镜被部署。美国国家航空航天局（NASA）后来发现镜子是弯曲的，1993年，航天飞机奋进号进行了一次维修任务，以更换镜子，允许宇宙图像返回地球。

欧玛说，派人到太空中修复卫星的费用非常高。这些任务的费用可能会达到数十亿美元，并且很难完成。

每次发射卫星时，这些问题都会变得更加突出。

“大型商业卫星很昂贵。它们会耗尽燃料或发生故障，”欧玛说。“他们希望能够上去修复它，但现在这是不可能的。”

美国国家航空航天局计划在2022年发射一颗能够为低地球轨道中的其他卫星加油的卫星。他们将拦截并为一颗美国政府卫星加油。该项目被称为Restore-L，据美国国家航空航天局说，这将是自主卫星维修的概念验证。

科罗拉多州的一家公司马克萨（Maxar）将负责该项目的航天器基础设施和机器人臂。

马克萨公司的首席机器人工程师约翰·莱默（John Lymer）说，大多数卫星都是因为耗尽燃料而失效的。

“你正在退役一颗完好的卫星，因为它耗尽了燃料，”他说。

“欧玛，我多年来一直与他合作，正在从事会面和近距离组织的工作。那里有很多技术解决方案。有些会比其他的更好。关键是获得操作经验，以确定哪些算法更好，哪些能最减少操作风险，”他说。