太空成為它們大顯身手的地方
美國《華盛頓郵報》網站日前報道稱，太空中有一處遍布大量廢棄衛星殘骸的墳場。這是宇宙中的一處偏遠地區，留著用來埋葬壽終正寢的航天器。如今，美國正在研發能夠延長太空重要設施使用壽命的技術，防止衛星被送到墳場。如果該項目研究取得成功，那麼美國將擁有一支機械臂和攝像頭的機器人，能夠對衛星進行檢查、補給燃料並排除故障，讓衛星在超過預期使用年限後依然能夠保持運轉。
英國科幻小說作家亞瑟·克拉克有句名言：「在宇宙中人類並不孤獨。」雖然人類探索宇宙空間的旅程是充滿危險和挑戰的，但也是機器人發揮作用的最佳理想空間。太空機器人在保證太空活動的安全性，提高生產效率和經濟效益，擴大空間站的作用等方面都將發揮不可替代的作用。
當今世界，國家之間展開了激烈的航天競爭，發展太空機器人在一定程度上也是一個國家科技實力的象徵。這不，日本、美國率先將太空機器人送入太空。日本2015年6月26日在東京展示小型人形機器人後，於8月由無人補給飛船「鸛」號送上國際空間站。據報道，該型太空機器人具備人工智慧，會說日語，高約34厘米，重約1公斤。此後，美國維維衛星公司建造一種新衛星，有望成為維修機器人和軌道加油站，服務於地球軌道上的問題衛星。這種名為「任務擴展飛行器」(MEV)，能夠與地球軌道需要接應的其他飛行器接觸，與商業衛星對接。目前，商業衛星及其他地球軌道上的航天器燃料耗盡時，有可能進入類似墳墓的停泊軌道，或脫離軌道在大氣層內銷毀後成為太空垃圾，對在役衛星造成嚴重威脅。然而，雖然耗盡燃料，這些航天器通常仍能發揮功能。維維衛星公司的「任務擴展飛行器」，能為衛星增長壽命3-5年，或者最高10年。
據悉，太空機器人按用途主要分為星球(月球、火星等)探測機器人和空間站應用機器人。而國際空間站應用機器人又可細分為空間艙外(作業)服務機器人和空間艙內(作業)服務機器人。太空機器人可以在太空惡劣的環境下代替人類完成危險和難以完成的任務，如探索火星和水星等行星，搭建空間站，進行太空實驗和空間飛行器、衛星、太空望遠鏡等維修和維護任務，甚至保衛太空安全等。
目前，雖然開發和利用太空的前景無限美好，但是惡劣的空間環境給人類在太空的生存活動帶來了巨大的威脅。為了使宇航員在太空停留，需要有龐大而複雜的環境控制系統、生命保障系統、物質補給系統、救生系統等，這些系統的耗資十分巨大。太空環境和地面環境差別較大，太空機器人工作在微重力、高真空、超低溫、強輻射、照明差的環境中，因此，太空機器人與地面機器人的要求也必然不相同，有它自身的特點。
首先，太空機器人的體積比較小，重量比較輕，抗干擾能力比較強。
其次，太空機器人的智能程度比較高，功能比較全。太空機器人消耗的能量要儘可能小，工作壽命要儘可能長，而且由於是工作在太空這一特殊的環境中，對它的可靠性要求也比較高。在未來的太空活動中，將有大量的空間加工、空間生產、空間裝配、空間科學實驗和空間維修等工作要做，這樣大量的工作是不可能僅僅只靠宇航員去完成，還必須充分利用太空機器人代替宇航員完成以下任務：機器人可以承擔各種搬運、構件之間的連接緊固、有毒或危險品的處理等任務。
在不久的將來，人造空間站初期建造一半以上的工作將由機器人來完成，可以代替宇航員完成衛星和其他航天器的維護與修理任務，對故障衛星進行就地修理，為空間飛行器補給物資等；可以代替宇航員完成空間生產和科學實驗。2010年11月3日，美國「發現」號太空梭前往國際空間站，在完成國際空間站完成一系列測試工作後，太空機器人可能承擔太空行走、外星探險等更加複雜、危險的任務。這次進入太空的機器人是用鋁和鍍鎳碳纖維製成的，身高3英尺4英寸(約合1米)，體重330磅。每個手臂有2英尺8英寸(約合0.8米)長。其手臂和帶有手掌的雙手被精心噴上一層塗料，還有那寬闊的肩膀和「肌肉」發達的腹部，它整個就是一件機器人珍品。為了保護自己和宇航員，它的軀幹和手臂都裝有護墊，一直護到每隻手的5根手指上，手指看上去並不是那種金屬骨骼結構。眼睛安在了金色的頭部，機器人面罩後面安裝了4台可見光攝像機。此外，為了獲得深度知覺，它的嘴部也安裝了一台紅外線攝像機。
就世界範圍而言，美國在太空機器人研製方面處於領先地位，如美國的勇氣號和機遇號火星探測車。美國卡耐基·梅隆大學是太空人航空航天科研任務的主要承製單位之一。該大學為私立大學,以招收研究生為主。該校的機器人研究所從事過自動駛車、月球探測步行機器人、單輪陀螺式滾動探測機器人等。該大學對太空機器人的研究有很長的歷史。
目前，美國卡耐基·梅隆大學提出了用吊絲配重來克服重力模擬太空微重力環境的方法。卡耐基·梅隆大學針對空間站所需要的既能行走又具操作功能的機器人的特點研製出了具有2個用爪的五自由度太空機器人。該機器人是一個以第三關節為對稱點,總長為2.8m的對稱結構太空機器人。由於在微重力環境下,5個一體化關節的功率、結構、尺寸都完全一樣。這樣在機器人行走時,兩端的手爪交替抓住一個接點時,另一個手爪可作為操作手爪實現五自由度機器人操作作業。
俄羅斯在這方面的實力也非常強，其研製的登月機器人於1970年成功登陸了月球。加拿大在空間機械臂的研究上具有世界領先的水平，如加拿大為國際空間站研製的大型機械臂。加拿大空間局是加拿大的國家空間技術的管理、組織和總體研究機構。它不但制訂國家空間技術的發展計劃,而且也從事總體方案可行性的研究。該空間局對其研究任務,除該局的研究所承擔外,其餘的任務用合同的形式分包給斯帕公司、大學的研究中心和一些小公司來研製。這種管理責任明確、任務清楚,其中美國太空梭上用的空間機器人就是加拿大空間局和斯帕公司研製完成的。加拿大斯帕公司承擔了該項目的研製,該機械臂稱為加拿大臂。加拿大臂長15.2m,重410kg,已製造並交付使用了5套完整機械臂系統。每套臂系統中有2套手動控制器分別控制3個移動和3個轉動等6個自由度。該臂手尖端速度為600mm/s(空載)；有載荷的情況下的速度為60mm/s。已飛向太空執行任務34次。該臂是用氣浮方式模擬太空微重力環境,在地面上作二維水平運動來試驗、維護的。歐洲航空局在空間站應用機器人和星球探測機器人的研究上也具有很高的技術水平。
太空機器人未來的發展主要有三大方向，即機器人對空間環境的適應性和智能性的提高、多機器人發展以及機器人能源研究等三個方面，其中尤以多機器人的發展為著重點。如果把多個小機器人放到地球以外的星球表面去，那麼它們之間可以互相配合、互相通信，提高探測和作業效率。而且，如果其中一個機器人出現了問題，也不會影響整體計劃的執行。此外，機器人相互之間還可以作些維修。
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