来源ღ✿★★★：面向航天器自主维护的空间机器人发展战略研究[J].中国工程科学,2024,26(1):149-159.

　　空间机器人能够适应空间极端环境ღ✿★★★，突破人类太空探索的极限ღ✿★★★，极大地提高空间操控的安全性和经济性ღ✿★★★，是提升空间科学技术水平的核心装备ღ✿★★★，可为我国航天事业发展提供重要支撑和有力保障ღ✿★★★。

　　中国工程院刘宏院士研究团队在中国工程院院刊《中国工程科学》2024年第1期发表《面向航天器自主维护的空间机器人发展战略研究》一文ღ✿★★★。文章分析了发展航天器自主维护空间机器人的战略需求ღ✿★★★，从技术和应用方面介绍了国内外空间机器人的发展现状及趋势ღ✿★★★，剖析我国航天器自主维护空间机器人的技术挑战与面临问题ღ✿★★★，论证其发展体系和突破路径ღ✿★★★，提出发展对策建议ღ✿★★★，以期为我国航天器自主维护空间机器人的发展提供参考ღ✿★★★。

　　空间机器人是在经历火箭发射的强冲击后ღ✿★★★，能够在高真空ღ✿★★★、大温差ღ✿★★★、强辐射ღ✿★★★、微/低重力ღ✿★★★、复杂光照等空间极端环境条件下ღ✿★★★，自主或协同航天员长时间执行地外空间作业服务的机器人系统ღ✿★★★。根据工作环境的差异ღ✿★★★，可将空间机器人技术研究领域主要分为两个ღ✿★★★：在轨服务和行星机器人ღ✿★★★。典型的在轨服务空间机器人包括国际空间站加拿大臂和针对卫星在轨服务的机器人ღ✿★★★。行星机器人系统一般通过在星表移动和操作ღ✿★★★，完成行星探测任务ღ✿★★★，未来的作业对象将会扩展到山丘ღ✿★★★、溶洞ღ✿★★★、海洋等环境ღ✿★★★。此外ღ✿★★★，在小行星ღ✿★★★、彗星等应用场景中ღ✿★★★，由于具有微重力的星表环境ღ✿★★★，可能会模糊在轨服务机器人和行星机器人两者之间的区别ღ✿★★★。

　　空间机器人可极大提高空间操控的安全性和经济性ღ✿★★★，支持并扩展航天员的操作能力ღ✿★★★，突破人类太空探索的极限ღ✿★★★，正在改变我们对未来太空探索的思考模式ღ✿★★★。作为一种典型的空间操控装备ღ✿★★★，空间机器人在空间碎片清除ღ✿★★★、空间飞行器维护ღ✿★★★、地外设施建造等空间科学探索活动中至关重要ღ✿★★★，是加快航天强国建设的关键ღ✿★★★。同时ღ✿★★★，空间机器人是机械ღ✿★★★、电气ღ✿★★★、材料和控制等现代多领域科技成果的体现ღ✿★★★，更能展现综合国力和提升国际影响力ღ✿★★★。此外ღ✿★★★，空间机器人技术与国家安全和利益密切相关ღ✿★★★，是各航天强国在重要科技领域的必争制高点ღ✿★★★，其技术水平将对世界航天事业领先地位的归属产生决定性影响ღ✿★★★，事关国家安全ღ✿★★★。

　　空间机器人先后发展了遥操作ღ✿★★★、局部自主操作ღ✿★★★、全局自主操作等操控模式ღ✿★★★，以满足日益发展变化的空间作业任务需求ღ✿★★★。如图1所示ღ✿★★★，20世纪80年代ღ✿★★★，早期的空间机器人完全依赖人类远程操控ღ✿★★★，只能完成简单的抓取ღ✿★★★、搬运和探测等任务ღ✿★★★，智能化水平较低ღ✿★★★。进入21世纪ღ✿★★★，随着机械ღ✿★★★、计算机ღ✿★★★、控制等基础学科的蓬勃发展ღ✿★★★，以及智能优化算法ღ✿★★★、视觉识别等先进技术的跨越式进步ღ✿★★★，空间机器人技术也进入自动化与智能化时代ღ✿★★★，可通过局部自主操控方式ღ✿★★★，以“机器人助手”的形式帮助人类航天员快速执行在轨任务ღ✿★★★，其工作效率ღ✿★★★、安全性和成本得到了进一步提升ღ✿★★★。近年来ღ✿★★★，空间机器人融合了人工智能的关键决策作用ღ✿★★★，使空间机器人能够进行智能感知ღ✿★★★、学习ღ✿★★★、推理和决策等活动ღ✿★★★，提高了复杂空间环境的适应能力和操控能力ღ✿★★★，此时的空间机器人已经成为人类在太空的“机器人伙伴”ღ✿★★★，代替人类完成空间任务ღ✿★★★。未来ღ✿★★★，随着空间探索的持续深入ღ✿★★★，伴随着先进材料ღ✿★★★、高性能传感器ღ✿★★★、人工智能等技术的快速发展杉本知春ღ✿★★★，智能操控能力将会在空间机器人演变过程中发挥重要作用ღ✿★★★，与人类智慧ღ✿★★★、感知能力和学习能力进行深度融合将会是空间机器人实现智能操控的重要方法和发展方向ღ✿★★★，届时空间机器人可以实现完全自主操控ღ✿★★★，成为探索太空危险ღ✿★★★、未知领域的“机器人探险家”ღ✿★★★。

　　文章在中国工程院“我国空间在轨服务机器人发展战略研究”项目的支持下ღ✿★★★，分析了发展航天器自主维护空间机器人的战略需求ღ✿★★★；从技术和应用方面介绍了国内外空间机器人的发展现状及趋势ღ✿★★★；同时剖析了我国航天器自主维护空间机器人的技术挑战与面临问题ღ✿★★★，论证了其发展体系和突破路径ღ✿★★★；最后提出了发展对策与建议ღ✿★★★，以期为我国航天器自主维护空间机器人的发展提供参考ღ✿★★★。

　　据统计ღ✿★★★，2021年ღ✿★★★，我国航天发射次数首破50次ღ✿★★★，发射量位居世界第一ღ✿★★★。2022年ღ✿★★★，我国航天共完成64次发射任务ღ✿★★★，再创新高ღ✿★★★，其中包括6次载人航天重大任务ღ✿★★★：2次货运飞船ღ✿★★★、2次神舟飞船ღ✿★★★、1次问天实验舱ღ✿★★★、1次梦天实验舱发射ღ✿★★★。航天事业的快速发展有效支撑了国家重大战略需求ღ✿★★★，为重大航天工程与空间探索任务提供了重要保障ღ✿★★★。在航天器维护领域ღ✿★★★，目前我国在轨工作的航天器数量已经超过600颗ღ✿★★★，2023年完成航天发射67次ღ✿★★★，涉及载荷200余个ღ✿★★★，未来还将开启探月工程四期和行星探测工程等一系列航天重大工程ღ✿★★★。然而ღ✿★★★，在地球同步轨道（GEO）ღ✿★★★，平均每年有2颗卫星因故障需要作离轨处理ღ✿★★★，4颗卫星提前耗尽燃料ღ✿★★★，20颗卫星因寿命到期退役ღ✿★★★，严重制约我国航天事业的进一步发展ღ✿★★★，迫切需要进行故障维修ღ✿★★★、辅助展开ღ✿★★★、燃料加注等在轨维护任务ღ✿★★★。

　　在未来的航天器维护任务中ღ✿★★★，空间机器人将作为核心装备ღ✿★★★，发挥至关重要的作用ღ✿★★★。随着空间机器人技术的不断进步ღ✿★★★，利用空间机器人系统自主完成复杂ღ✿★★★、危险的在轨任务已成为国内外航天机构的研究热点ღ✿★★★。因此ღ✿★★★，实施面向航天器自主维护的空间机器人发展战略ღ✿★★★，有助于推动我国空间科学技术水平的整体跃升ღ✿★★★、促进航天事业的科学发展ღ✿★★★，为建设航天强国提供重要支撑和有力保障ღ✿★★★。

　　太空是军事战略制高点ღ✿★★★，航天器的发展进步对于国防科技的高质量发展有着显著的引领作用ღ✿★★★。目前ღ✿★★★，世界各军事强国在空间领域的博弈日趋激烈ღ✿★★★，以美国为代表的航天强国正以航天器故障维修ღ✿★★★、航天器燃料补加等在轨服务名义持续开展空间操控技术试验ღ✿★★★。同时ღ✿★★★，我国和美国在航天领域的竞争日趋激烈ღ✿★★★，都在进行多方面的探索活动ღ✿★★★。自2014年以来杉本知春ღ✿★★★，美国太空军多次利用其军事监视卫星对他国卫星进行近距离跟踪ღ✿★★★、观测和数据收集ღ✿★★★，目的是为了侦察监视他国军事情报ღ✿★★★，威慑其潜在的太空对手ღ✿★★★。2015年ღ✿★★★，美国太空探索技术公司（SpaceX）开始实施“星链计划”ღ✿★★★，目的是将约4.2万颗通信卫星送入太空近地轨道ღ✿★★★，其军事价值和用途对世界各国的太空安全造成了严重威胁ღ✿★★★。

　　发展并提升航天器的自主维护能力ღ✿★★★，保护航天器安全ღ✿★★★、稳定与可靠运行ღ✿★★★，空间机器人将会发挥不可替代的重要作用ღ✿★★★。利用空间机器人形成航天器的自主维护维修ღ✿★★★、自主模块更换和自主燃料加注等能力ღ✿★★★，将会深刻影响现代军事中空间战略的优势地位ღ✿★★★，并对国防军事科技发展有着极大的促进和推动作用ღ✿★★★。因此ღ✿★★★，强化我国空间国防科技力量ღ✿★★★，促进空间国防科技发展ღ✿★★★，需要发展面向航天器自主维护的空间机器人技术ღ✿★★★，并坚持以空间战略性需求为导向ღ✿★★★，抢占空间国防科技创新的制高点ღ✿★★★，将和平利用太空的主动权把握在自己手中ღ✿★★★。

　　航天器自主维护空间机器人是建立在多学科前沿研究基础上的交叉融合与集成创新ღ✿★★★，是深度融合多学科先进技术的前沿机器人科学ღ✿★★★。不仅涵盖机械ღ✿★★★、电子信息ღ✿★★★、数学ღ✿★★★、物理ღ✿★★★、材料等多个基础学科ღ✿★★★，还与机器人ღ✿★★★、控制ღ✿★★★、电气ღ✿★★★、航空宇航ღ✿★★★、空间科学ღ✿★★★、通信ღ✿★★★、传感ღ✿★★★、计算机等技术深度交叉融合ღ✿★★★，同时横跨高端制造ღ✿★★★、精密测量ღ✿★★★、新材料ღ✿★★★、空间应用ღ✿★★★、航天等产业ღ✿★★★，并应用于载人航天ღ✿★★★、空间新技术试验等国家航天重大工程ღ✿★★★。同时ღ✿★★★，其成果往往是科技进步的催化剂ღ✿★★★，可带动材料学ღ✿★★★、工程学ღ✿★★★、计算机科学等领域的创新发展ღ✿★★★。科技创新催生出的新技术ღ✿★★★、新产品和新产业ღ✿★★★，将会带动供应链和产业链优化升级ღ✿★★★，推动形成更加完整的经济结构ღ✿★★★，促进经济高质量发展ღ✿★★★。

　　近十年ღ✿★★★，我国空间机器人技术发展迅速ღ✿★★★，所开展的空间操作技术科学试验是一个良好的开端ღ✿★★★，对未来航天器自主维护空间机器人的发展将起到极大的推动作用ღ✿★★★。同时ღ✿★★★，我国空间站的建设也为航天器自主维护技术提供了良好的试验和应用平台ღ✿★★★，新试验ღ✿★★★、新演示持续开展ღ✿★★★，这些计划的实施将显著增强我国空间机器人在轨服务能力ღ✿★★★。但航天器自主维护空间机器人研究仍然需要我们前瞻擘画ღ✿★★★，针对其面临的严峻挑战和良好的发展机遇ღ✿★★★，从太空宏观视角和未来国家战略层面上进行优化和改进ღ✿★★★。研究方向应与时俱进ღ✿★★★，在新形势ღ✿★★★、新条件下占据太空资源开发和利用的先机ღ✿★★★，牢牢把握正确的科技攻关方向ღ✿★★★，促进我国空间机器人事业走向更远的未来ღ✿★★★，充分发挥其科技创新的引领作用ღ✿★★★。

　　1981年ღ✿★★★，加拿大麦克唐纳 ‒ 德特威尔联合有限公司（MDA）研制出了世界上第一个轨道空间机械臂——航天飞机机械臂（SRMS）ღ✿★★★，先后顺利完成了哈勃太空望远镜维修ღ✿★★★、国际空间站建设与维护等任务ღ✿★★★，由此正式揭开了空间机器人技术发展的序幕ღ✿★★★。2010年杉本知春ღ✿★★★，美国政府发布了《国家太空政策》ღ✿★★★，指出美国需要在太阳系中保持机器人的持续存在ღ✿★★★，以进行空间科学研究ღ✿★★★，并为未来人类探索太空做准备ღ✿★★★。2016年ღ✿★★★，美国19所大学联合推出的《美国机器人技术路线图》重点论述了空间机器人关键技术的未来发展路线ღ✿★★★，指出了空间机器人潜在的社会效益和经济效益ღ✿★★★。2020年ღ✿★★★，美国又先后更新《美国机器人技术路线图》和《美国太空政策》ღ✿★★★，提出将前沿技术应用于机器人太空探索任务ღ✿★★★，确保美国在空间机器人技术领域的领导地位ღ✿★★★。同时ღ✿★★★，美国航空航天局（NASA）发布的《航天技术分类路线年连续三次将空间机器人系统列为重要技术领域ღ✿★★★。此外ღ✿★★★，2014年欧盟制定了《SPARC机器人发展路线图》ღ✿★★★，该路线图从空间机器人未来市场的角度阐述了其发展的重要性ღ✿★★★；2021年英国发布了首个《国家太空战略》报告ღ✿★★★，明确空间机器人在轨服务与建造是未来太空领域的重点建设项目ღ✿★★★，以确保太空的可持续性ღ✿★★★、安全性和保障性发展ღ✿★★★。

　　从空间机器人技术水平看ღ✿★★★，美国ღ✿★★★、加拿大ღ✿★★★、俄罗斯ღ✿★★★、欧洲ღ✿★★★、日本等国家和地区已具备空间机器人制造能力ღ✿★★★，并拥有国际顶尖的空间机器人研究机构和试验设施ღ✿★★★，掌握着关键核心技术及未来发展趋势ღ✿★★★。其中ღ✿★★★，美国处于国际领先地位ღ✿★★★，凭借其类型完备ღ✿★★★、学科全面的空间科学体系ღ✿★★★，建立了设计研发ღ✿★★★、地面试验测试ღ✿★★★、最终发射入轨并完成在轨服务任务的一套完整的空间机器人产业体系ღ✿★★★，面向航天器自主维护全方位开展了在轨技术验证及任务规划杉本知春ღ✿★★★，完成了空间机器人在太空领域的多次重大突破（见表1）ღ✿★★★。2007年ღ✿★★★，轨道快车（Orbital Express）任务实现了国际首次合作目标的自主捕获ღ✿★★★，在此基础上ღ✿★★★，2011年美国国防局（DARPA）提出了凤凰计划（Phoenix Program）ღ✿★★★，计划对GEO退役卫星中仍可发挥功能的部件进行再利用ღ✿★★★，将在轨服务技术从单项技术演示扩展到系统集成ღ✿★★★。2011年启动的机器人在轨加注任务（RRM）已在国际空间站完成了第三阶段技术验证ღ✿★★★，首次遥操作机械臂实现了仿真实卫星的燃料加注试验ღ✿★★★，为未来在轨服务ღ✿★★★、装配和制造任务（OSAM-1）奠定了技术基础ღ✿★★★。2011年ღ✿★★★，NASA将首个仿人型空间机器人Robonaut 2送入国际空间站ღ✿★★★，在轨验证了机器人灵巧作业及人机交互技术ღ✿★★★。美国诺思罗普·格鲁曼公司（Northrop Grumma）于2020年ღ✿★★★、2021年两次完成了卫星的接管控制ღ✿★★★，率先实现了高轨卫星的在轨延寿ღ✿★★★。DARPA的RSGS服务将携手诺格公司开展MRV在轨验证ღ✿★★★，通过机器人实现多个任务拓展舱的灵活安装ღ✿★★★，有望实现航天器自主维护的目标ღ✿★★★。

　　此外ღ✿★★★，加拿大在空间站机械臂方面处于领先地位ღ✿★★★，迄今为止已设计了Canadarm和Canadarm2两款空间机械臂ღ✿★★★，并正在研发针对月球轨道空间站的Canadarm3空间机械臂ღ✿★★★，预计于2026年发射入轨ღ✿★★★。德国和日本也是较早开展空间机器人技术研究的国家ღ✿★★★，其中ღ✿★★★，德国在1993年和2004年分别实施了ROTEX项目和ROKVISS项目ღ✿★★★，主要进行地面遥操作机器人系统的技术验证ღ✿★★★；日本的ETS-VII项目（1997年）ღ✿★★★、OMS项目（2004年）和SDMR项目（2009年）主要进行空间碎片的在轨捕获和离轨操作的技术验证ღ✿★★★。

　　在市场方面ღ✿★★★，随着在轨卫星数量ღ✿★★★、空间碎片数量的急剧增长ღ✿★★★，以及大型空间设施建设需求的日益迫切ღ✿★★★，对辅助宇航员出舱活动ღ✿★★★、空间碎片清除ღ✿★★★、在轨维修ღ✿★★★、在轨燃料加注ღ✿★★★、在轨建造和制造的需求正在推动对空间机器人的需求ღ✿★★★。2019年空间机器人的全球市场规模为38.9亿美元ღ✿★★★，预计10年内复合年增长率为5.7%ღ✿★★★。人工智能和先进材料等技术的快速发展ღ✿★★★，在增强空间机器人在太空中的应用范围和机动性的同时ღ✿★★★，也极大地提升了其商业应用效益ღ✿★★★。2018年ღ✿★★★，德国宇航中心（DLR）推出了首个人工智能空间机器人CIMONღ✿★★★，并于同年6月份抵达国际空间站ღ✿★★★，以帮助和陪伴宇航员完成日常任务ღ✿★★★。鉴于航天器自主维护任务引入的空间产业变革价值ღ✿★★★，部分私人商业公司也逐渐开始发展空间机器人技术ღ✿★★★，如Motiveღ✿★★★、Redwireღ✿★★★、Space Applications和GITAI等ღ✿★★★。此外ღ✿★★★，将空间机器人技术向私营部门转让ღ✿★★★，以空间科学技术为基础带动发展技术密集型产业ღ✿★★★，并转化为商业产品和服务ღ✿★★★，可引领社会经济和技术的跨越式发展ღ✿★★★，扩展空间机器人项目的利益范围ღ✿★★★。NASA在2013年成立的太空技术任务部（STMD）的一项重要职能就是向其他部门转让其技术ღ✿★★★，并通过投资和合作等商业方式与公司或高校合作ღ✿★★★，共同推动空间技术创新ღ✿★★★。

　　空间机器人是我国重大战略需求的重大科学研究方向ღ✿★★★，是加快建设航天强国ღ✿★★★，实现空间高水平科技自立自强的重要抓手ღ✿★★★，为此ღ✿★★★，我国制定了一系列发展规划ღ✿★★★。国务院于2006年发布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》就已经将“载人航天和探月工程”列入国家科技重大专项ღ✿★★★。2016年ღ✿★★★，国家航天局制定了《空间机器人发展路线图》ღ✿★★★，指出将开展空间机器人在轨服务等一系列关键技术攻关ღ✿★★★，使我国空间机器人技术达到世界先进水平ღ✿★★★。同年ღ✿★★★，“十三五规划纲要”根据未来发展的重大需求提出了《科技创新2030—重大项目》ღ✿★★★，其中将“深空探测及空间飞行器在轨服务与维护系统”列为待启动项目之一ღ✿★★★，拟重点突破星球探测机器人和空间机器人技术ღ✿★★★，提高我国空间资产使用效益ღ✿★★★。此外ღ✿★★★，多项国家规划也将发展空间机器人作为重要的推广应用计划ღ✿★★★。2021年ღ✿★★★，《“十四五“机器人产业发展规划》提出将大力推动面向航天领域的机器人研发创新ღ✿★★★，结合具体空间场景开发机器人产品和解决方案ღ✿★★★。

　　在国家政策的支持和空间在轨服务需求牵引下ღ✿★★★，我国空间机器人技术发展迅速（见表2）ღ✿★★★。2013年ღ✿★★★，试验七号卫星由长征四号丙火箭发射入轨ღ✿★★★，标志着我国卫星服务空间机器人系统完成了从“0”到“1”的突破ღ✿★★★。2016年ღ✿★★★，天宫二号灵巧机械臂系统发射入轨欢迎你来到公海欢迎你来到赌船ღ✿★★★，突破了空间机器人人机协同操作关键技术ღ✿★★★，国际上首次实现在轨手持电动工具旋拧螺钉ღ✿★★★、插拔航天电连接器等在轨维修科学试验任务ღ✿★★★。空间站机械臂系统是我国空间站四项关键攻关技术之一ღ✿★★★，核心舱ღ✿★★★、实验舱机械臂系统已分别于2021年ღ✿★★★、2022年发射至空间站欢迎你来到公海欢迎你来到赌船ღ✿★★★，在轨完成了当前全部预定的在轨测试ღ✿★★★、支持航天员出舱ღ✿★★★、载荷安装等任务ღ✿★★★，还将持续协助完成空间站长期运行维护任务ღ✿★★★，其中首次实现了大小组合臂协同空间操作ღ✿★★★。目前ღ✿★★★，我国已经掌握了空间机器人的设计ღ✿★★★、制造ღ✿★★★、控制ღ✿★★★、测试与试验技术ღ✿★★★，其中位姿精度ღ✿★★★、操作容差等居世界领先地位ღ✿★★★。

　　结合上述国内外研究进展ღ✿★★★，可总结得到空间机器人技术的发展趋势ღ✿★★★：作业形式由简单抓持发展到复杂精细操作ღ✿★★★；作业构型由单机械臂过渡到多机械臂协调控制ღ✿★★★；作业工具由单夹持器发展至多种工具灵巧操作手ღ✿★★★；作业对象由低轨航天器到高轨非合作航天器ღ✿★★★；操控方式由位姿主从遥操作发展至物理临场感遥操作ღ✿★★★。

　　如图2所示ღ✿★★★，空间机器人需要工作于高真空杉本知春ღ✿★★★、高低温交变ღ✿★★★、微重力ღ✿★★★、复杂光照ღ✿★★★、强辐射等环境ღ✿★★★，极端空间环境作业方式对空间机器人提出了极高的要求ღ✿★★★。尤其是微重力漂浮环境下的灵巧ღ✿★★★、自主作业在地面环境下无法进行充分验证ღ✿★★★，在轨执行任务时可能发生不可预知的情况ღ✿★★★，导致任务失败ღ✿★★★。此外ღ✿★★★，传统地面机器人的关键零部件制造ღ✿★★★、设计理论ღ✿★★★、控制方法ღ✿★★★、感知技术ღ✿★★★、测试模拟等难以满足极端环境对机器人的创新发展需求ღ✿★★★，且无法直接移植到空间机器人中ღ✿★★★，不能指导空间机器人的设计ღ✿★★★、生产与检验ღ✿★★★。

　　目前针对航天器维护等在轨任务ღ✿★★★，主要以航天员出舱作业和空间机器人辅助航天员在轨作业两种形式完成ღ✿★★★。随着对航天器在轨维护任务复杂度要求的不断提高ღ✿★★★，目前的空间作业形式难以满足需求ღ✿★★★。第一ღ✿★★★，在恶劣太空环境下航天员出舱活动风险和成本极大ღ✿★★★，同时受到操作能力的限制ღ✿★★★，不能完成大型设施安装ღ✿★★★，复杂精细操作等任务ღ✿★★★，此外ღ✿★★★，目前航天员还不能实现高轨区域的出舱活动ღ✿★★★。第二ღ✿★★★，空间机器人产生的背景之一就是代替航天员出舱活动和前往航天员无法到达的深空区域ღ✿★★★，大幅度降低风险和成本ღ✿★★★。但现有空间机器人受尺寸和自由度限制ღ✿★★★，难以实现狭小空间灵巧ღ✿★★★、精细操作ღ✿★★★，还不具备自主作业能力ღ✿★★★，不能在高轨和深空环境进行连续作业ღ✿★★★，同时环境感知与遥操作控制能力的不足也是限制其进一步应用的关键因素ღ✿★★★。

　　随着空间探索的不断深入ღ✿★★★，空间作业形式向大范围ღ✿★★★、多样化和复杂化方向发展ღ✿★★★，在复杂ღ✿★★★、受限ღ✿★★★、变化的空间环境中实现空间机器人高效ღ✿★★★、安全ღ✿★★★、精细的自主操控ღ✿★★★，提升空间机器人在极端作业环境下多模态环境感知的实时性ღ✿★★★、自主决策的可靠性ღ✿★★★、行为预测的超前性与智能控制的稳定性欢迎你来到公海欢迎你来到赌船ღ✿★★★，最终实现航天员 ‒ 机器人 ‒ 空间环境的和谐共融ღ✿★★★，是航天器自主维护空间机器人新的挑战和使命ღ✿★★★，具体可以总结为“空间机器人8S”（见表3）ღ✿★★★。

　　空间机器人属于多学科交叉领域ღ✿★★★，相关技术的发展日新月异ღ✿★★★，尤其是针对前沿性和原始创新性技术ღ✿★★★。目前ღ✿★★★，我国在空间机器人操控方面的研究总体投入不足ღ✿★★★，还未实现空间机器人操控领域核心技术的完全自主可控ღ✿★★★，其技术水平和原创能力仍存在很大的进步空间ღ✿★★★。首先ღ✿★★★，在非合作航天器智能识别与测量ღ✿★★★、非合作航天器自主抓捕方面尚未实现重大突破ღ✿★★★，同时还不具备高精度ღ✿★★★、长时间的在轨操控能力ღ✿★★★，亟需针对不同航天器尺寸ღ✿★★★、形状ღ✿★★★、运动状态ღ✿★★★，设计具有强适应性的抓捕方式ღ✿★★★；其次ღ✿★★★，我国空间机器人技术在柔性环节影响高性能运动控制ღ✿★★★、多机器人协同控制技术ღ✿★★★、遥操作控制技术等方面也与国际先进水平有着一定差距ღ✿★★★。2008年ღ✿★★★，国际空间站灵巧操作空间机械臂就已经采用多臂协同技术ღ✿★★★，并经过了实际验证与运用ღ✿★★★，技术较为成熟ღ✿★★★，而这些都还属于我国空间机器人领域的空白ღ✿★★★。未来ღ✿★★★，在轨服务的作业环境将更加极端ღ✿★★★、作业任务更加复杂ღ✿★★★，如何实现灵巧操控ღ✿★★★、自主操控和协同操控是我国航天器自主维护领域空间机器人面临的巨大科学挑战ღ✿★★★。

　　航天器自主维护空间机器人产业是技术和资金高度密集型产业ღ✿★★★，其结构与航天产业结构类似ღ✿★★★，主要包括ღ✿★★★：基础与保障设施ღ✿★★★、产品与服务领域以及政府空间机器人预算ღ✿★★★。其中ღ✿★★★，上游供应链主要提供原材料和零部件ღ✿★★★，是空间机器人产业的基础部分ღ✿★★★，目前我国已实现部组件和原材料全部国产化ღ✿★★★，关键核心元器件自主可控ღ✿★★★。但是ღ✿★★★，部分关键零部件（如轴承ღ✿★★★、减速器和传感器等）的寿命ღ✿★★★、稳定性及精度保持性等关键技术与国外仍然存在较大差距ღ✿★★★；中游生产链的卡点主要体现在空间机器人控制系统ღ✿★★★、微重力环境机器人设计ღ✿★★★、分析和仿真平台ღ✿★★★、关节控制分系统以及传感器分系统等ღ✿★★★。特别是控制系统和软件平台ღ✿★★★，国内目前还是通过采购国外产品和使用开源内核的方式进行使用和开发ღ✿★★★，尚未掌握其核心技术ღ✿★★★；在下游应用链中ღ✿★★★，航天科研机构ღ✿★★★、高校等传统空间机器人研发机构仍然占据主导地位ღ✿★★★，新兴商业空间机器人企业较少ღ✿★★★，同时还未涉及空间定制化商业服务ღ✿★★★、空间机器人产品售卖等应用领域ღ✿★★★。

　　据统计ღ✿★★★，国际空间站一名航天员一年的成本约为4.4亿美元ღ✿★★★，目前通过空间机器人替代航天员可以将空间作业的成本降低至现在的10%左右ღ✿★★★，未来预计可以降低到1%ღ✿★★★。考虑空间机器人工作环境的特殊性（高真空ღ✿★★★、大温差ღ✿★★★、强辐射等）ღ✿★★★，其设计ღ✿★★★、制造以及地面试验成本将会大幅度上升ღ✿★★★。同时ღ✿★★★，空间机器人作为我国新兴行业ღ✿★★★，尚未建造完整的零部件生产线ღ✿★★★，加之供应链和产业链结构不完整ღ✿★★★，都会导致较长的生产周期ღ✿★★★，增加时间成本ღ✿★★★。此外ღ✿★★★，模块化技术ღ✿★★★、可重复利用技术ღ✿★★★、非定制设计制造技术和自我修复等技术的缺失ღ✿★★★，也是制约我国空间机器人发展和掌握低成本ღ✿★★★、大规模进入太空能力的重大问题ღ✿★★★。特别需要指出的是ღ✿★★★，空间机器人需要搭载运载火箭进入太空ღ✿★★★，其发射成本同样也是制约空间机器人规模提升的瓶颈ღ✿★★★。目前ღ✿★★★，我国卫星发射成本与单次发射数量方面落后于美国ღ✿★★★，不利于我国未来对地球轨道ღ✿★★★，月球ღ✿★★★、火星和其他小行星带的开发和利用ღ✿★★★。

　　航天器自主维护空间机器人技术是深度融合多门类学科的创新性ღ✿★★★、引领性技术ღ✿★★★，可带动我国机器人技术的变革升级ღ✿★★★，辐射经济发展ღ✿★★★，助力抢占世界机器人领域的制高点ღ✿★★★。目前ღ✿★★★，我国空间机器人技术主要侧重服务于航天ღ✿★★★、国防等国家重大战略需求ღ✿★★★，尚未成立专门的技术转化执行机构ღ✿★★★，并缺乏高效的技术转让方式ღ✿★★★，造成其成果转化数量和转化率不足ღ✿★★★。同时ღ✿★★★，空间机器人设计ღ✿★★★、研发ღ✿★★★、地面测试以及空间操作等核心技术的开源和共享度不足ღ✿★★★，私营科技创新公司等机构无法深度融入空间机器人核心技术生态体系ღ✿★★★。此外ღ✿★★★，我国空间机器人项目经费主要来源于国家根据航天发展情况所制定的政府预算ღ✿★★★，项目经费来源没有实现面向社会的广泛筹措和募集ღ✿★★★，尚未形成空间机器人运营及终端应用产业ღ✿★★★，不能通过产业发展ღ✿★★★、衍生新产业等方式获取利润ღ✿★★★。在轨维修ღ✿★★★、在轨加注ღ✿★★★，在轨模块更换等在轨服务需求的市场化程度和拓展程度低ღ✿★★★，空间机器人不能够针对不同类型在轨任务提供不同的服务ღ✿★★★，影响其商业化ღ✿★★★、产业化发展ღ✿★★★。

　　航天器自主维护空间机器人需要针对我国重大战略需求和空间机器人技术研究前沿ღ✿★★★，按照基于多学科深度交叉融合的高质量发展要求ღ✿★★★，建立“理论研究 ‒ 技术突破 ‒ 空间验证”全链条协同攻关模式ღ✿★★★，突破空间机器人灵巧操控ღ✿★★★、自主操控ღ✿★★★、协同操控等科学挑战杉本知春ღ✿★★★，自主研发高性能空间机器人操控装备ღ✿★★★，实现空间机器人在航天器维护领域的全面覆盖ღ✿★★★，在载人航天ღ✿★★★、在轨服务ღ✿★★★、深空探测等型号任务中进行空间试验和应用验证ღ✿★★★。针对航天器自主维护空间机器人的发展体系ღ✿★★★，可着重在以下4个方面开展工作欢迎你来到公海欢迎你来到赌船ღ✿★★★。

　　围绕机器人空间极端环境的机构学ღ✿★★★、运动学与动力学等前沿基础理论和创新设计方法ღ✿★★★，以及关键基础零部件短板等ღ✿★★★，重点研发空间机器人灵巧与可重构本体ღ✿★★★、多功能与可更换末端执行器ღ✿★★★、极端空间环境机器人用高端轴承ღ✿★★★、特种电机和高精度传感器等ღ✿★★★，并进行核心技术攻关及工程应用验证ღ✿★★★，结合现有基础理论和核心技术基础ღ✿★★★，形成空间机器人自主创新设计体系和关键基础件生态ღ✿★★★，解决空间机器人高端部组件的“卡脖子”难题ღ✿★★★。

　　针对空间环境的微重力ღ✿★★★、高低温ღ✿★★★、复杂光照等特点ღ✿★★★，重点开发国际先进ღ✿★★★、具有自主知识产权的通用机器人操作系统ღ✿★★★、空间机器人微重力高保真度实时仿真系统ღ✿★★★、复杂空间环境机器人灵巧与自主操控软件平台ღ✿★★★、复杂空间环境人机 / 多机协同交互软件平台ღ✿★★★，复杂光照环境下视觉开发软件平台ღ✿★★★，建立极端空间环境下机器人操控数据库ღ✿★★★、规则库和知识库ღ✿★★★，解决空间机器人核心操作系统ღ✿★★★、应用软件和仿真软件的“卡脖子”难题ღ✿★★★。

　　研制针对复杂非合作航天器抓捕的空间机器人装备ღ✿★★★，实现非合作航天器（无法辨别和定位ღ✿★★★、无对接接口ღ✿★★★、处于翻滚状态ღ✿★★★，复杂光照条件）的稳定在轨抓捕ღ✿★★★；研制可重构ღ✿★★★、可再生ღ✿★★★、多功能ღ✿★★★、全感知空间机器人在轨维护装备ღ✿★★★，实现大型复杂航天器（跨度大ღ✿★★★、设施遍布ღ✿★★★、接口容差小）的自主维护ღ✿★★★，以保证航天器安全可靠运行ღ✿★★★；研制多空间机器人智能交互协同装备ღ✿★★★，实现人ღ✿★★★、机器人ღ✿★★★、环境共融的协同作业ღ✿★★★。

　　以高价值航天器在轨自主维护为主要任务ღ✿★★★，建立空间机器人智能操控创新性技术体系ღ✿★★★，促进形成产品标准化ღ✿★★★、服务个性化的空间机器人应用体系ღ✿★★★，实现空间机器人操控系统在载人航天ღ✿★★★、在轨服务ღ✿★★★、深空探测等型号任务中的试验和应用验证ღ✿★★★，保障国家重大工程任务高水平顺利实施ღ✿★★★。

　　（1）围绕目前已完成在轨测试的试验七号空间机器人ღ✿★★★、天宫二号空间灵巧作业机器人ღ✿★★★、空间站天和舱和问天舱机械臂等空间机器人系统ღ✿★★★，开展航天器自主维护空间机器人基础理论ღ✿★★★、技术攻关及工程应用等研究ღ✿★★★，充分利用空间站平台探索空间机器人新技术ღ✿★★★，为国家重大工程提供核心技术支撑ღ✿★★★。

　　（2）针对航天器自主维护任务的复杂化趋势ღ✿★★★，进一步突破针对空间苛刻环境的机器人设计ღ✿★★★、制造ღ✿★★★、集成ღ✿★★★、控制ღ✿★★★、以及视觉识别和智能操控等方面的关键问题ღ✿★★★，发展在轨建造ღ✿★★★、在轨增材制造ღ✿★★★、空间攻防对抗等技术ღ✿★★★，强化空间机器人技术对国防安全ღ✿★★★、全球空间战略部署的支撑作用ღ✿★★★。

　　（3）建立国际顶尖ღ✿★★★、面向航天器自主维护的空间机器人科研机构和设施ღ✿★★★，建设汇聚国内顶尖ღ✿★★★、世界一流ღ✿★★★、富有活力的科研队伍ღ✿★★★，促进学科交叉融合ღ✿★★★，形成特色鲜明的学科体系ღ✿★★★。实现航天器自主维护空间机器人前沿变革性技术和颠覆性技术创新ღ✿★★★，助力国家抢占世界航天领域的制高点ღ✿★★★。

　　（4）推动航天器自主维护空间机器人技术转化为商业产品ღ✿★★★，推动该领域的商业化ღ✿★★★、产业化进程ღ✿★★★，孵化出一批优秀的高科技公司ღ✿★★★，打造一流空间机器人营商环境ღ✿★★★；向社会广泛投资ღ✿★★★，并进行技术转让ღ✿★★★，以取得创新理念和方法ღ✿★★★。

　　（5）构建下一代智能空间机器人系统ღ✿★★★，扩大空间探索活动ღ✿★★★，助力我国未来太空计划的实施ღ✿★★★。建立类型完备ღ✿★★★、学科全面的空间机器人科学计划ღ✿★★★，培养空间机器人领域高端技术人才ღ✿★★★，加大国际交流与合作ღ✿★★★，营造良好公平的竞争秩序ღ✿★★★。

　　建议围绕国家重大战略需求ღ✿★★★、空间重大科技问题ღ✿★★★，加快推进科技创新2030—重大项目中“深空探测及空间飞行器在轨服务与维护”专项ღ✿★★★，加快进行在轨验证和应用ღ✿★★★。尽快讨论ღ✿★★★、制定与落实空间在轨服务机器人发展战略规划ღ✿★★★，由政府部门主导ღ✿★★★，主体为各科研单位ღ✿★★★、院校以及相关领域专家学者ღ✿★★★，鼓励私营企业ღ✿★★★、科技公司ღ✿★★★、研究人员积极参与ღ✿★★★。建议资助和研发多学科ღ✿★★★、多领域的空间机器人科学项目ღ✿★★★，重视基础性ღ✿★★★、前瞻性的新学科ღ✿★★★、新技术ღ✿★★★，并促进其在太空中的创新应用ღ✿★★★。建立完备的空间机器人型号任务发展机制ღ✿★★★，注重原始性创新工作和未来空间应用需求ღ✿★★★，可以在初期探索阶段给予充足的项目经费支持ღ✿★★★。进一步明确航天器自主维护空间机器人发展的指导思想ღ✿★★★、战略需求欢迎你来到公海欢迎你来到赌船ღ✿★★★、具体任务和时间安排ღ✿★★★、短期发展计划和中长期战略目标ღ✿★★★，确保航天器自主维护空间机器人的安全ღ✿★★★、稳定ღ✿★★★、长期可持续发展ღ✿★★★，更好地服务于国家空间战略领域ღ✿★★★，保障国防安全ღ✿★★★。

　　建议重点支持空间机器人智能操控等战略领域基础研究和前沿技术研究ღ✿★★★，主要研究方向包括ღ✿★★★：在轨抓捕ღ✿★★★、在轨维修等ღ✿★★★。围绕航天器抓捕与自主维护等国家重大战略项目中空间机器人的重大需求ღ✿★★★，解决传统空间机器人技术存在的运动灵活性ღ✿★★★、智能感知ღ✿★★★、自主控制和人机 / 多机协同等方面问题ღ✿★★★，实现“空间机器人智能操控”新模式ღ✿★★★。形成空间机器人高定位精度杉本知春ღ✿★★★、高力感知精度能力以及高度智能的灵巧操控技能的学习ღ✿★★★、复杂作业环境的认知ღ✿★★★、复杂操控任务的规划决策ღ✿★★★、人机智能协同操控等高级能力ღ✿★★★。研发高性能空间机器人智能操控装备ღ✿★★★，满足国家重大航天工程任务需求ღ✿★★★。通过开展基础理论ღ✿★★★、关键技术ღ✿★★★、工程应用等方面的科研攻关ღ✿★★★，突破空间机器人“灵巧操控”“自主操控”“协同操控”等科学挑战ღ✿★★★，开创空间机器人智能操控学术新前沿ღ✿★★★，成为全球空间机器人智能操控技术创新策源地ღ✿★★★、打造成为国际一流的空间机器人研究基地ღ✿★★★。

　　建议通过航天器自主维护空间机器人技术促进太空经济产业形成和增长ღ✿★★★，包括ღ✿★★★：为商业卫星提供维修ღ✿★★★、延寿等服务ღ✿★★★。同时ღ✿★★★，建议成立技术转化部门ღ✿★★★，为私营企业ღ✿★★★、高科技公司等机构提供参与空间机器人项目的机会ღ✿★★★，包括ღ✿★★★：私营部门托管政府商业空间机器人ღ✿★★★、从私营部分购买硬件和服务ღ✿★★★、公私合作进行关键技术开发等ღ✿★★★。给出未来航天器自主维护空间机器人的相关政策框架ღ✿★★★、政府预算ღ✿★★★、限制和挑战ღ✿★★★、探索计划及发展方向ღ✿★★★，积极扩大商业投资数量和规模ღ✿★★★，进一步促进技术密集型产业发展ღ✿★★★，释放航天器自主维护空间机器人技术的潜力ღ✿★★★，缩短研制周期ღ✿★★★，降低成本ღ✿★★★。在防止可用于军事的尖端技术外流的前提下ღ✿★★★，建立有效的出口政策ღ✿★★★，在不威胁国家利益的前提下ღ✿★★★，鼓励出口相关的设备ღ✿★★★、算法和服务ღ✿★★★。

　　国际空间机器人技术发展突飞猛进ღ✿★★★，新试验ღ✿★★★、新演示持续开展ღ✿★★★，我们应该清醒地看到自己的差距ღ✿★★★。建议加强空间机器人国际合作ღ✿★★★，提高空间机器人科学任务的开放性ღ✿★★★。努力开展外交和公共外交ღ✿★★★，增进对国际面向航天器自主维护的空间机器人政策ღ✿★★★、计划和技术等方面的了解ღ✿★★★。采购国外先进材料ღ✿★★★、高端科学仪器ღ✿★★★、关键零部件等ღ✿★★★，并促进我国航天器自主维护空间机器人技术和服务在国际上应用ღ✿★★★。创新人才培养机制ღ✿★★★，利用空间机器人技术吸引国内外高端人才ღ✿★★★，培养ღ✿★★★、保持和留住空间机器人专业人才ღ✿★★★，建立国际一流ღ✿★★★、有自主创新能力和竞争力的团队ღ✿★★★。主导和参加国际合作研究项目ღ✿★★★，提供一定量的经费和设备支持ღ✿★★★，其中ღ✿★★★，我国主导项目可采用共同管理的方式进行ღ✿★★★。搭建科学家沟通交流平台ღ✿★★★，进一步发展合作渠道ღ✿★★★。

　　每经编辑ღ✿★★★：张锦河据券商中国4月15日消息ღ✿★★★，受美国总统特朗普掀起的“关税风暴”影响ღ✿★★★，美国海运贸易正面临骤然中断的风险ღ✿★★★。货运数据公司Vizion最新发布报告显示ღ✿★★★：美国进口订单在第一季度激增后出现了崩溃的迹象ღ✿★★★。

　　今天上午ღ✿★★★，“司机泄愤撞死一家三口”案将在江西省景德镇市中级人民法院开庭审理ღ✿★★★。检方认为ღ✿★★★，应当以以危险方法危害公共安全罪追究被告人廖某宇的刑事责任ღ✿★★★。

　　午睡超过这个时间ღ✿★★★，死亡风险增加30%ღ✿★★★！（极目新闻ღ✿★★★、央视新闻） #打工人 #健康 #健康科普 #科普 #睡眠

　　“订婚强奸案”二审明天宣判 男方母亲最新发声ღ✿★★★：坚信儿子无罪 “如果结果不满意ღ✿★★★，将提起申诉” 山西大同“订婚强奸案”刑事与民事二审将于4月16日公开宣判ღ✿★★★。 4月15日上午ღ✿★★★，大皖新闻记者联系上被告人席某某母亲郑女士ღ✿★★★，“我们坚信儿子是无罪的ღ✿★★★，所以一直都是做无罪辩护ღ✿★★★，这次二审宣判ღ✿★★★，希望法院能够作出公平公正的判决ღ✿★★★。” 郑女士表示ღ✿★★★，“我孩子没有伤害她（女方）ღ✿★★★，二审应该改判ღ✿★★★，我们只能接受无罪的结果ღ✿★★★，但也已经做好了各方面应对ღ✿★★★，如果结果不满意ღ✿★★★，将提起申诉ღ✿★★★。” 据此前媒体报道ღ✿★★★，2023年12月25日ღ✿★★★，阳高县法院对该案刑事部分作出一审判决ღ✿★★★，席某某因犯强奸罪被判处有期徒刑三年ღ✿★★★，席某某当庭上诉ღ✿★★★。 2025年3月25日ღ✿★★★，该案二审开庭ღ✿★★★，但未当庭宣判ღ✿★★★。4月16日ღ✿★★★，将进行二审宣判ღ✿★★★。 大皖新闻记者 朱庆玲

　　来自奥运三金王的底气ღ✿★★★！全红婵世界杯因失误摘银被质疑ღ✿★★★，分享18张照片回怼“那咋了这就破防了”#全红婵

　　特朗普又变卦了ღ✿★★★！美股震荡ღ✿★★★，中国资产全线爆发ღ✿★★★！日本首相警告美国ღ✿★★★：不打算重大让步ღ✿★★★！美国宣布将对墨西哥番茄征关税

　　此外ღ✿★★★，央视记者当地时间14日获悉ღ✿★★★，美国商务部当天表示ღ✿★★★，由于美国已退出一项其认为未能保护国内番茄种植者的协议ღ✿★★★，自7月14日起ღ✿★★★，从墨西哥进口到美国的大部分番茄将面临20.91%的关税ღ✿★★★。

　　极目新闻记者 舒隆焕4月16日ღ✿★★★，山西大同阳高县“订婚强奸案”二审将公开宣判ღ✿★★★。宣判当天是被告男子席某某被羁押的第712天ღ✿★★★。4月15日ღ✿★★★，极目新闻记者重回案发婚房时看到ღ✿★★★，案发当日被女方吴某某点火烧的卧室柜子和客厅窗帘痕迹还在ღ✿★★★，室内还遗留着女方的衣物ღ✿★★★。

　　一个问题是:如果双方都把关税战当“战争”来打ღ✿★★★，极限对抗ღ✿★★★，彼此近乎走向“零贸易”ღ✿★★★，那么谁更难扛得住?谁在经济ღ✿★★★、民意和政治上更具韧性?

　　日前ღ✿★★★，教育部印发通知ღ✿★★★，加大征兵宣传进校园工作力度ღ✿★★★，进一步激发高校学生参军报国热情ღ✿★★★，鼓励引导高校学生特别是应届毕业生积极参军入伍ღ✿★★★。

　　在阅读此文之前ღ✿★★★，麻烦您点击一下“关注”ღ✿★★★，既方便您进行讨论和分享ღ✿★★★，又能给您带来不一样的参与感ღ✿★★★，感谢您的支持文ღ✿★★★、编辑小娄2022年12月29日这天ღ✿★★★，消失在大众视野许久的央视主持人朱军在社交平台上更新了一则内容ღ✿★★★。公海赌赌船官网710appღ✿★★★，公海赌赌船ღ✿★★★，欢迎公海来到赌船欢迎公海来到赌船710ღ✿★★★。公海赌赌船官网jc710ღ✿★★★，