登月|科大领导研发嫦娥八号月面机械人 融合AI全新制冷制热技术
中国近年在航空科技一带持续发力,冀探索未知世界。香港科技大学去年获国家航天局委任领导研发多功能月面作业机械人,以配合“嫦娥八号”探索月球南极、协助建设国际月球科研站,目前机械人已有雏型。
该机械人搭配机械双臂及摄像头等部件,可负重并将其他仪器搬到指定位置、分析月球地形地貌,并为其他机械人充电,是建设科研站的“搬运工”;另外科研团队亦因应月球的极端温度,搭载新的热管理技术及AI人工智能算法,科研团队表示“是非常新颖的突破”。
嫦娥八号将带机械人着陆月球南极 “香港操作机械人”分析月球地貌
中国“嫦娥八号”探测器将于2029年前后发射,并携带不同的机械人着陆月球南极,冀在月面建设国际月球科研站。科大去年获国家航天局委任领导研发“月面多功能操作机械人暨移动充电站”(又名“香港操作机械人”),在航空任务中肩负将其他探测仪器或传感器搬运到指定位置,分析月球地形地貌,以及为其他机械人充电的任务。
月球南极日夜温差300度 需精确控制机械温度保运作
月球南极是新一轮太空竞赛热点,因器地形地貌复杂,有不少坑洞,且昼夜温差极大,至今只有印度成功登陆该地区。极端温度及资源有限是探索月球南极必须攻克的难题,科大土木与环境工程学系副教授王者表示,月球表面夜晚(月夜)低至负200度,白天(月昼)高至100度,科研团队需精确控制机械温度,才能确保机械运作。
机械人制热制冷系统以固态、没有任何流体新技术打造
为克服温差及资源难关,科研团队以多重被动式及主动式热管理控制机械温度,包括在机械臂外安装多层保温材料,在月昼时则以均温材料和辐射散热。
另外,该机械人的制热制冷系统是以固态、没有任何流体的新技术打造,科大机械与航空航天工程学系讲座教授孙庆平表示:“目前只有两个国家在太空应用这种固态技术,一个是美国NASA,一个是中国的嫦娥八号。”
“香港操作机械人”将成科研站“建筑工”及“搬运工”
为完成建设科研站的任务,“香港操作机械人”搭载双机械臂操作系统。科大机械与航空航天工程学系助理教授段默龙表示,月球低重力、高粉尘的环境令传统操控技术难以运作自如。双机械臂操作系统可实现精准抓取和部署工具,还可完成精细装配任务,让机械人不仅作为流动观测平台,更能主动参与月球科学探测及基建准备工作,是科研站的“建筑工”及“搬运工”。
参与学者:肩上担子非常重 冀相关项目可提升香港航天工程能力
另外,科研团队将为机械人创建人工智能操作系统,机械人可全自动化操作,亦会根据月球实时状态调整自主操作的等级,环境感知与自我调整技术是奔月机械人全新的能力。
机械及航空航天工程学系教授高扬表示,目前月球南极尚未被真正探索,感到“肩上担子非常重”。但在是次项目中,看到香港的优势与劣势,分别是创新及航天工程,冀相关项目可提升香港航天工程能力,并推广航天技术商业化。高扬亦透露,未来测试阶段部分将于香港进行,其他则在已成熟的测试平台进行。
项目由本港科技大学领导,其他参与者包括本港理工大学、香港大学、中山大学、城市大学、以及内地航天八院、大连理工大学、深圳大学、和南非国家航天局。