研究人員創造了一種尖端的行走機器人，它可能會徹底改變大型太空建築項目的搭建方式。他們測試了該機器人在空間組裝25米大孔徑太空望遠鏡的可行性，研究結果最近發表在《機器人學和人工智能前沿》雜誌上。此外，該機器人的縮減版已顯示出在地球上大規模建築應用的潛力。

大規模結構的維護和保養在太空中尤為重要，因為那裡的環境很惡劣，地球上生產的設備到了太空中壽命也很有限。機器人技術、自主系統和艙外活動都已被證明有助於服務和維護任務，並協助空間界對各種空間任務進行創新研究。機器人和自主系統的進步提供了廣泛的空間服務。這包括但不限於製造、裝配、維護、天文學、地球觀測和碎片清除。

由於涉及危險操作，僅僅依靠人類建設者是不夠的，而且目前的技術已經過時。

“我們需要引入可持續的未來主義技術來支持當前和不斷增長的軌道生態系統，”通訊作者、林肯大學博士生馬努-奈爾解釋說。”隨著空間任務規模的增長，需要在軌道上建立更廣泛的基礎設施。太空中的裝配任務將在滿足日益增長的需求方面承擔關鍵責任之一”。

奈爾和他的同事在他們的論文中提出了一個新的、靈巧的行走機器人系統，可用於在軌組裝任務。作為一個使用案例，研究人員測試了該機器人用於組裝25米大口徑太空望遠鏡（LAST）。

在軌道上組裝望遠鏡

自從哈勃太空望遠鏡及其繼任者詹姆斯-韋伯太空望遠鏡發射以來，太空界一直在不斷地朝著部署具有更大孔徑（集光區的直徑）的更新和更大的望遠鏡方向發展。

在地球上組裝這樣的望遠鏡，如25米的LAST，由於其尺寸有限，我們目前的運載火箭不可能做到。這就是為什麼較大的望遠鏡最好需要在太空（或軌道）中組裝。

奈爾說：”LAST在軌調試的前景激發了深空天文學和地球觀測的科學和商業興趣。為了在太空中組裝一個如此巨大的望遠鏡，我們需要合適的工具。儘管傳統的太空行走機器人候選人很靈巧，但他們在機動性方面受到限制。因此，對於未來的在軌行走機器人設計來說，在不影響靈巧性的情況下，納入移動功能以提供更大的工作空間是非常重要的。”

E-Walker機器人

研究人員提出了一個七自由度全靈巧的端面行走機器人（一個四肢發達的機器人系統，可以沿著表面移動到不同的位置，以七度運動能力執行任務），或者簡而言之，E-Walker。

他們進行了一次深入的設計工程練習，以測試該機器人在軌道上有效組裝25米LAST的能力。該機器人與現有的Canadarm2和國際空間站上的歐洲機械臂進行了比較。此外，還開發了一個用於地球模擬測試的按比例縮小的原型，並進行了另一項設計工程練習。

“我們的分析表明，擬議的創新E-Walker設計被證明是多功能的，是未來在軌任務的理想候選者。”Nair解釋說：”E-Walker將能夠通過在太空中執行組裝後的常規維護和服務任務來延長任務的生命週期。對縮減原型的分析表明，它也是在地球上進行服務、維護和裝配作業的理想候選者，例如對風力渦輪機進行定期維護檢查。”

然而，仍有許多東西有待探索。這項研究僅限於對E-Walker的全尺寸和原型模型進行設計工程分析。奈爾解釋說。”E-Walker的原型設計工作現在正在林肯大學進行；因此，實驗驗證和確認將單獨發表”。