阿图迪图还是希斯瑞普？

□ 迟 惑

早在上世纪80年代，电影《星球大战》及其同名小说就风靡世界，在中国也拥有大量拥趸，许多青少年是被这本小说点燃了对宇宙和航天的兴趣。

在《星球大战》中，有两个主角是机器人。其中一个是不会说话的维修机器人，叫做R2D2，小说的中文版中称它为“阿图迪图”；另外一个是碎嘴唠叨的勤务机器人，叫做C-3PO，中文版中称它为“希斯瑞普”。两人一唱一和，为影片和小说增色不少。希斯瑞普经常把R2D2昵称为“阿图”，也就是R2的发音。

眼下，国际空间站里也来了一位机器人。但《星球大战》迷们可能会因为它而陷入思维错乱之中。因为这家伙长得像希斯瑞普，名字却叫做R2！

机器人航天员

我们现在来说说国际空间站的这位阿图，它的全名是“机器人航天员2号”，简称R2，美国航宇局和美国通用汽车公司联合研制。这是世界上第一个类人机器人航天员。之所以要强调“类人”，是因为当今机器人的种类很多，而相当多机器人看起来和人类毫无相似之处。譬如国际空间站上的另一台机器人——加拿大制造的Dextre——是装在中心桁架上的一对机械臂，它虽然功能强大，但外观并不像人，更像一只巨大的竹节虫。

R2却看起来跟真人几乎一样，圆形的头颅、规规矩矩的躯干，还有两只手臂，甚至双手也各长了五指。而且R2的尺寸和真人也基本一样。

R2的双手相当灵巧，可以抓住杠铃做锻炼肱二头肌状，可以握笔写出流畅的英文。当然R2也可以端着仪器为航天员服务，这是它的主要工作。

美国航宇局和通用公司联合研制的“机器人航天员2号”，它的躯体主要是铝材制成的，部分地方使用了钢材，因此它的分量比真人重得多，仅上半身就达到了160多千克

2012年3月，R2演示了它的语言能力。在测试中，它采用美式手语表达方式，传递了一个传统问候语：“世界，您好”，此前，它曾经用“吱吱”的声音通过它的微薄账户@AstroRobonaut，发出过“世界，您好！”的问候

R2将成为未来的“人头马”机器人

装在国际空间站桁架上的一对机械臂

采用类人设计有一个很大的好处，就是无需为机器人研制专用工具。航天员用什么，R2就能用什么，比如螺丝刀、扳手，甚至电动工具。这不但节约了开发成本，也降低了空间操作的复杂性。至少，空间站上不需要准备两套工具了。

美国航宇局设在约翰逊航天中心的机器人航天员项目组主任荣·迪福勒说，他们眼下的目标，是让R2做一些例行维护工作，把航天员从这些相对简单、重复的劳动中解放出来，从事更重要的工作。例如空间站里需要经常测试通风口的气流。这工作固然重要，不过让一个火箭工程师去做，似乎有点浪费人才了。而且，人类很难在失重条件下长时间稳定握持一个设备。更重要的是，人是要喘气的，只要呼吸吹拂到仪器上，数据就错了。因此，R2在这件工作中具有独特优势。

可能会有读者问：你怎么不说说腿脚？“这个真没有”。R2的两条腿和两只脚，眼下正在通用汽车公司的实验室里研制，2011年2月26日随发现号航天飞机来到国际空间站的，就只有R2的上半身而已。不过因为空间站里存在失重现象，无论有腿的航天员还是没有腿的R2都悬浮在空中，并不怎么影响行动自由。另外，正是因为R2还没有脚，所以它只能呆在一个地方端着仪器测量风速，如果要测量其他通风口的数据，就必须由航天员把它推过去。R2的上半身重130多千克，如果在地面上至少要动用手推车才能搬走。不过在没有重力的宇宙里，推着它移动也不算太麻烦。

R2也不一定要用腿来行动，美航宇局已经尝试把另一位R2的上半身装在4轮高机动性车上，形成了一个类似于“人头马”的机器人。未来进行火星或者其他外星球探索时，就可以出动这种“人头马R2”，它可以用轮式底盘行走，用双臂和双手操作设备、采集岩石和土壤样品。

正在把R2装入集装箱，准备送往国际空间站

R2背包里装的是电力交换系统

为更好地实现散热，在国际空间站的“命运”实验室里，工程师更换了R2手臂上的散热片，进而可以延长它的工作时间

2012年2月，地面控制人员激活了R2的内置计算机程序，使其能够伸展开右臂，并能转动手指。随后国际空间站指令长与R2第一次在太空相互握手

R2在国际空间站命运实验舱内

空间站生涯的开端

R2在起飞之前，就经历了振动、真空、辐射等试验，但这仍然无法替代在国际空间站上的测试，这是一个相当重要的工作。R2是在地面上研制的，在空间站内部的所谓“过渡环境”中，它要经受零重力、辐射、电磁干扰等问题的考验。这种测试将提供重要的数据，总结出航天员如何与机器人携手工作。在R2的测试期间，地面研制团队还将不断开发新的零部件和软件，送到国际空间站，不断完善R2。

但是，在地面上制造出来的R2，在失重环境下能正常工作吗？这是需要在空间站加以观察的问题，也是R2在今后一段时间里的主要任务。

2011年3月3日，美国总统奥巴马给发现号航天飞机和国际空间站上的航天员打电话时，还问起R2的事情。奥巴马甚至想知道，R2能不能做些家务。不过此时的R2还装在箱子里，航天员们无暇把他放出来透气。

直到2011年8月23日，航天员迈克·福萨姆才打开 R2的电源，开始了R2的航天生涯。航天员们相当喜欢R2，纷纷与它合影留念。目前R2的活动范围仅限于空间站的“命运”舱。随着航天员们对R2了解的不断深入，越来越多的舱段将向R2开放，等它的两条腿从地球送来，也许R2还可以出舱活动。这时候，航天员可以在舱内通过虚拟操作设备遥控它，不需要亲身涉险了。R2可不便宜，每位的造价高达250万美元。不过让它去冒出舱行走的风险，总比让一位优秀的物理学家去做这样的事情好得多。

不仅用在太空

美国有不少企业从事机器人研制，为什么这次R2由通用汽车公司参与研制呢？这主要是通用汽车公司正在研究，如何在他们的汽车生产线上使用机器人负责总装程序。眼下，汽车制造的很多环节都已经采用了机器人，唯独总装工序还大量使用真人。通用汽车公司一直为劳资问题所苦，如果在生产线上引入一部分形如R2这样的机器人，一来无需改动各种工艺工装，二来不需要支付工资和加班费。至少在眼下，机器人还没成立工会呢，最重要的是还可以是确保安全生产。

国际空间站上的机械臂

R2的手和戴着手套的航天员的手在做伸展动作

R2可以拿起9千克重的哑铃在空间站里，R2的手套，或称为抓握辅助装置，也已经完成了测试工作。该手套自重0.9千克，采用阵列传感器、执行器和模拟筋骨材料制成。该手套可以增强R2的抓握能力。例如，航天员可能需要6.8千克～9千克的力量去操纵一个特定的工具，然而，使用机器人手套就仅仅需要2.27千克～4.54千克的力量。另外，这种手套不仅可以使机器人更好地完成工作，而且还能减少重复性接触磨损和冲击性损伤的危害

美国航宇局的目光当然是在仰望星空，该局探索系统集成办公室主任约翰·奥尔森说，R2投入使用，是加快人与机器人共同探索宇宙事业的开始，人与机器人配合，是探索太阳系的关键，也许，这能让我们发现一些今天无法想象的东西。

应用前景

研制R2的核心思想，是通用化、标准化。之前美国航宇局的太空探索机器人，不管是不是长得像人类，都和劳斯莱斯轿车一样是单件制造的，至多像“勇气”、“机遇”号那样采用小批量研制的方式。由于每次任务都要研制新的机器人，导致了平均成本的居高不下。单件研制的机器人就需要专门配套各种工具和设备，进一步推高了成本。而先前研制中取得的经验教训往往因为项目终结而不能很好地继承下来，导致了每次任务都要重复地为提高可靠性而大费周章，这也是要花钱的。

另外，当今世界上的绝大多数工具——包括载人航天的工具——都是根据人类的身体特征研制的。无论什么种族什么民族的人类，基本特征都是一样的，用《西游记》的话说，“头圆顶天，足方履地”，都拥有位于相同位置、具有相同功能的五官、上下肢和手指脚趾。这就决定了任何人发明的任何一种工具，都能为其他人所操纵和使用。这也是社会化大生产能够开展、产品价格能随着产量而下跌的原因。如果能解决类人机器人的技术问题，就能有效降低机器人的制造和使用成本。

因此，R2的研制，是向着真正的类人机器人迈出的重要一步。它的第一次任务之所以在国际空间站上，也许是因为只有宇航项目才能负担起这种昂贵的研制开销。如果R2这样的机器人能像汽车一样大量制造，它们进入常人的生活，承担保姆、司机、保镖、送水工……之类的体力劳动甚至事务性劳动，人类就可以解放自己的大脑和身体，更多地从事有创造性的科学、艺术活动。当然，如果有人需要一个贫嘴的R2，相信人工智能技术也能解决。到那个时候，任何人都可以买一个浑身金黄、走路趔趄、唠叨个不停的机器人，陪自己解闷了。

（本篇文章图片版权属于美国约翰逊航天中心）

R2和俄罗斯航天员在一起

工作人员正在给R2穿衣服

美国机器人航天员R2结构解读