一种用于自由飞行的太空人机器人的壁虎式抓手

参与该研究的三名研究人员，图片来源：斯坦福大学。

可以在太空中自主飞行的机器人（也称为自由飞行机器人）可以很快在各种环境中协助人类。然而，大多数现有的自由飞行机器人在其周围环境中抓握和操纵物体的能力受到限制，这可能阻止它们被大规模应用。

斯坦福大学的两个实验室，即仿生与灵巧操纵实验室（BDML）和自治系统实验室（ASL），一直在尝试开发壁虎启发的技术，以增强自由飞行机器人的操纵能力。斯坦福大学的BDML集团在制造和使用壁虎启发的粘合剂用于机器人技术方面具有专业知识，而ASL团队则专注于为自由飞行者提供自主功能的算法开发。

这两个实验室创造的新抓手，将在i-SAIRAS会议上展示，并在预先发表在arXiv上的一篇论文中介绍，已应用于NASA开发的自由飞行机器人系统Astrobee。该项目由美国国家航空航天局早期创新基金资助，该基金旨在支持开发基于壁虎的技术的团队，这些技术可以应用到国际空间站(ISS)的自由飞行机器人上。

该项目的首席研究员阿布谢克·西利基和托尼·陈在接受TechXplore采访时表示:“通过合作，我们两个实验室对给太空中的自由飞行者配备壁虎粘合剂感兴趣，以便他们能够完成一系列丰富的任务。”例如，有一天宇航员会要求Astrobee从国际空间站的另一个模块取回一个工具。然后，Astrobee机器人必须解释这个命令，做出高层次的决定，它应该去哪里找到这个工具，计算它应该如何到达那里的轨迹，一旦它到达，就拿起这个工具。”

NASA Ames Research的实验装置用于评估集成在Astrobee装置上的壁虎爪

目前，在国际空间站上使用Astrobee机器人进行物体检索的可能性很小，但Cauligi，Chen及其同事着手设计并演示了实现这种用途的关键组件的潜力。他们最近的工作目标是为自由飞行的机器人（例如Astrobee）配备壁虎粘合剂的抓手使它们能够计算所需的轨迹并附着在国际空间站的内壁上。

研究人员与美国宇航局的科学家紧密合作，设计了一种抓取器，该抓取器可以集成到当前版本的Astrobee中，并且可以安全地发射到国际空间站。现有的大多数机械手均基于“爪状”机制，可让它们抓紧或捏住物体以牢固地抓住它们。

对于要在太空中操作的自由飞行机器人来说，这种机制可能会受到很大限制，因为这些机器人可能需要在不利的环境条件下抓住形状和大小不同的物体。受壁虎脚如何附着在表面上的启发，夹持器可能会更有效，因为它们还可以使机器人抓取具有异常和不利几何形状的物体。

计划在接下来的几个月中在国际空间站上进行的实验将有助于确定开发的机械手的有效性。此外，团队希望这些测试能够揭示他们开发的技术的主要优势和局限性，从而使他们将来能够进一步提高其性能。