中國空間站將裝上採用力學感測器和反饋系統的機械手

不久前，東南大學儀器與工程學院院長宋愛國領銜研發的「人機交互遙控操作機器人的力覺感知與反饋技術」不僅獲得了2017年度國家科技大獎技術發明二等獎，同時利用該技術製造的機械「千裏手」，也將應用到正在籌備發射的中國新一代空間站上。

用於空間站內的虛擬訓練手臂力覺反饋系統。資料圖

在實地體驗這套用於空間站內的虛擬訓練手臂力覺反饋系統時，當人手握住面前的力覺設備的時候，可通過前方屏幕看到一個虛擬的空間站內互動式畫面，手中握著的機械操作桿與畫面中的虛擬機械手不僅動作幾乎是同時發生，感覺上也幾乎是同時的，當畫面中虛擬手臂碰觸到物體時，人手可立刻感知到相應的力反饋，靈敏度上幾乎和肉身碰觸物體沒有太大差別。

宋愛國介紹稱，利用這套力學反饋系統製造的機械千裏手，即將應用在中國新一代的空間站上，協助宇航員在空間探測中使用機器人探測危險環境，實現遠在千里之外即能探囊取物。人類可通過代理機器人，儘管遠在空間站內、乃至於地球上，卻可以身臨其境地隨同探索機器人搬動一塊岩石、觸摸一片泥土。

據宋愛國介紹，這個獲得國家科技大獎二等獎的項目歷時12年，在國家863項目、國家自然科學基金項目，以及航天科研院所合作項目的資助下，突破了人機交互遙操作機器人的力感知、力反饋、力控制三大關鍵技術。

宋愛國介紹說，由於國外的技術封鎖，早在第一批國家863計劃中，就把機器人的六位力感測器和觸覺感測器作為核心關鍵技術，並在當時就把這個研究項目交給了該實驗室。目前，該實驗室設計的六位力感測器在精度和可靠性上，比國外要高3到4個百分點。

據了解，該成果已經在中國的載人航天與探月工程中得到初步應用。除了為嫦娥三號月面巡視器遙操作任務和衛星在軌服務機器人遙操作任務，提供了技術與設備保障外，該團隊研製的航天員在軌操作力測量感測器和測量系統，也已安裝在天宮二號上，並圓滿完成了航天員在軌操作力測量的空間飛行任務。

此外，該科研成果還在核反應堆和核電站工程、醫療等產業中得到應用，並在工業機器人、特種機器人、智能工程機械、醫療手術機械手等領域得到應用或產業化；未來，甚至在普通消費者可觸及的層面也可得到運用，例如，可坐在家中就遠程感知到購買物品的實體。

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