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　　在過去20年的時(shí)間里，國際空間站接待過225多名來訪者。2018年6月，其中一名到訪者是一個(gè)可以自由漂浮飛行的自動(dòng)化服務(wù)機(jī)器人，它的名字叫“CIMON”，全稱是“交互式宇航員助手”。它是一款直徑有320mm，重5Kg的球形機(jī)器人大腦。它能夠說話、聽、看以及理解人類說的話。CIMON是一款塑料球形的人工智能（AI）助手。

　　實(shí)際上CIMON的設(shè)計(jì)靈感來自于西蒙·萊特教授在1978年的卡通系列《未來隊(duì)長》中扮演的角色（一個(gè)會(huì)飛行的機(jī)器人大腦）。就像是科幻世界中的未來船長一樣，CIMON負(fù)責(zé)協(xié)助宇航員亞歷山大·格斯特（Alexander Gerst, 1976-）在國際空間站哥倫布實(shí)驗(yàn)艙的一些活動(dòng)。

　　CIMON是由空客公司代表德國航空航天局中心開發(fā)實(shí)現(xiàn)的，主要是協(xié)助宇航員Gerst完成三個(gè)不同的任務(wù)，同時(shí)這款機(jī)器人也是一個(gè)協(xié)作機(jī)器人。這三個(gè)任務(wù)包括解魔方、用晶體做實(shí)驗(yàn)以及拍攝醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)。CIMON甚至還可以作為一個(gè)復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫，存儲(chǔ)有關(guān)國際空間站上的實(shí)驗(yàn)和設(shè)備操作與維修過程的必要信息。如果想拍攝一組視頻說明，CIMON也可以幫忙處理。

　　微重力的設(shè)計(jì)

　　雖然這個(gè)設(shè)計(jì)是受到科幻小說的啟發(fā)，但是球形設(shè)計(jì)在微重力環(huán)境中有更加實(shí)際的應(yīng)用（下圖）?！爸饕奶魬?zhàn)是創(chuàng)造一個(gè)宇航員們都能夠接受的機(jī)器人?！?空客公司項(xiàng)目經(jīng)理Till Eisenberg表示。

　　“空間站里面的一切都是長方形的，它是一個(gè)充滿高科技的環(huán)境，我們希望有一個(gè)平衡點(diǎn)”，Eisenberg說道。

　　這是CIMON在德國科隆的歐洲宇航員中心時(shí)的情況（來源：DLR/T.Bourry/ESA）

　　CIMON可以成為平衡系統(tǒng)的一個(gè)焦點(diǎn)，同時(shí)讓宇航員的工作變得更易于管理，這是非常重要的。Judith-Irina Buchheim是德國慕尼黑路德維希馬克西米利安大學(xué)醫(yī)院的一名研究人員，他認(rèn)為CIMON為宇航員提供幫助并減少他們所面臨的壓力。此外，研究人員相信這對人類的免疫系統(tǒng)也有影響。這種簡單的球形設(shè)計(jì)與國際空間站內(nèi)四四方方的技術(shù)環(huán)境形成鮮明的對比，但是也有其他的優(yōu)勢。

　　因?yàn)镃IMON是第一個(gè)可以在國際空間站內(nèi)自由飛行的機(jī)器人，所以安全是非常重要的問題。通常微重力環(huán)境下的規(guī)則是所有東西都必須進(jìn)行固定，以防止物體四處漂浮，進(jìn)入它們不應(yīng)該進(jìn)入的地方。Eisenberg說道，鋒利的邊角設(shè)計(jì)會(huì)帶來危險(xiǎn)，因?yàn)樗鼤?huì)在國際空間站內(nèi)漂浮，可能會(huì)撞到墻壁、設(shè)備或者宇航員。

　　盡管CIMON的外形設(shè)計(jì)不會(huì)傷害到任何人，但是可能會(huì)在擁擠的空間內(nèi)和工作中的宇航員相互碰撞，這也許會(huì)讓宇航員感到厭煩。為了避免這種情況，CIMON集成了12個(gè)超聲波傳感器，使其能夠探測到障礙物并感知不斷靠近的物體，這些傳感器能夠?qū)崟r(shí)測量障礙物或宇航員到CIMON的距離。

　　內(nèi)部集成了14個(gè)風(fēng)扇使得CIMON可以在所有空間方向上進(jìn)行移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)，在CIMON移動(dòng)的過程中集成的雙3D攝像頭傳感器能夠采集關(guān)于深度和不同特征之間關(guān)系的信息，并且會(huì)基于同步定位和映射（SLAM）算法構(gòu)建出地圖，集成的一個(gè)前置攝像頭和人臉識(shí)別軟件將會(huì)聚焦在Gerst的眼睛上，使得CIMON能夠自動(dòng)定位來模擬眼神之間的交流。

　　如果Gerst想要吸引CIMON的注意力，當(dāng)CIMON正做其他事情時(shí)，比如看著窗外欣賞風(fēng)景，Gerst可以朝著CIMON的方向并與CIMON交談。一組麥克風(fēng)陣列會(huì)探測到Gerst發(fā)出的聲音，此時(shí)CIMON會(huì)調(diào)整自己的方向，直到講話者進(jìn)入其攝像頭的視野范圍內(nèi)，這時(shí)就會(huì)產(chǎn)生眼神上的交流。

　　在最后一次的測試中Eisenberg和CIMON一同登上空客A300零重力（Zero-G）飛機(jī)進(jìn)行拋物線飛行測試，Eisenberg稱這次飛行是一次很棒的經(jīng)歷，是每個(gè)人都應(yīng)該嘗試的事情。飛機(jī)會(huì)以45度角起飛然后以45度角下降，過程中會(huì)形成微重力的環(huán)境，這個(gè)階段大約會(huì)持續(xù)約20秒。典型的拋物線飛行測試每次飛行大約要進(jìn)行30次。

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