2024 年 1 月 25 日，日本首次成功實(shí)現(xiàn)小型月球著陸器SLIM在月球表面的精確著陸，并發(fā)布其首張圖像，這一極具劃時(shí)代意義的圖像由索尼集團(tuán)公司（簡(jiǎn)稱：索尼）與日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)（下稱JAXA）、日本玩具制造商TOMY 公司和同志社大學(xué)聯(lián)合開發(fā)的可變形月球機(jī)器人 LEV-2（昵稱："SORA-Q"）拍攝而成。我們采訪了領(lǐng)導(dǎo)索尼團(tuán)隊(duì)的永田政晴（來自索尼集團(tuán)公司技術(shù)平臺(tái)探索部署小組），他向我們介紹了全球首個(gè)完全自主的機(jī)器人探月項(xiàng)目，以及使之成為可能的索尼技術(shù)。

拍攝到SLIM登陸月球圖像的全球首個(gè)完全自主機(jī)器人

LEV-2由索尼集團(tuán)公司、JAXA、TOMY公司和同志社大學(xué)共同開發(fā)而成，是世界上最小巧、輕便的全自動(dòng)可變形月球探測(cè)機(jī)器人，直徑約80毫米（初始狀態(tài)），重約250克。TOMY公司注重將玩具開發(fā)中所汲取的知識(shí)和創(chuàng)意融合到機(jī)器人的開發(fā)中，打造了以海龜為靈感的可愛的球形外觀設(shè)計(jì)，使其能夠在月球表面移動(dòng)。

2024 年 1 月 20 日，LEV-2 與超小型月球探測(cè)器 LEV-1 共同搭載小型月球著陸器SLIM進(jìn)入太空，并被釋放到月球表面。隨后，LEV-2自主探尋到 SLIM，在移動(dòng)的同時(shí)進(jìn)行拍照，并將月球著陸器及其周圍環(huán)境的高質(zhì)量圖像數(shù)據(jù)傳輸給 LEV-1，從而將月球表面的圖像成功傳輸至地球。

物聯(lián)網(wǎng)低功耗開發(fā)板SPRESENSE與索尼技術(shù)相結(jié)合，打造超小型輕便機(jī)器人

2016 年，JAXA太空探索創(chuàng)新中心和 TOMY公司聯(lián)手推出了月球探測(cè)機(jī)器人的開發(fā)項(xiàng)目。隨后，索尼集團(tuán)公司與同志社大學(xué)分別于 2019 年、 2021 年相繼加入。其中，索尼工程師主要負(fù)責(zé)基于JAXA 和 TOMY公司提出的 "在非平坦地形上可移動(dòng)、可變形的球形機(jī)器人 "概念，打造可自主完成任務(wù)的機(jī)器人。此外，索尼還領(lǐng)導(dǎo)了機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)和成像上的部件選擇和技術(shù)開發(fā)。

在研發(fā)的早期階段，團(tuán)隊(duì)選擇了由索尼半導(dǎo)體解決方案公司開發(fā)并將其商業(yè)化的物聯(lián)網(wǎng)低功耗開發(fā)板"SPRESENSE?"，他們認(rèn)為該技術(shù)針對(duì)更小巧、更輕便的月球探測(cè)機(jī)器人最為適用。雖然SPRESENSE 體積小、功耗低，但它兼具高性能的可編程攝像頭和傳感設(shè)備，使機(jī)器人具備自主駕駛、捕捉圖像并執(zhí)行其他操作的功能。經(jīng)過反復(fù)的環(huán)境測(cè)試，SPRESENSE 的抗輻射和抗外部沖擊能力順利通過驗(yàn)證，被選定為控制機(jī)器人所有動(dòng)作的核心處理器。除此之外，保持對(duì)開發(fā)環(huán)境和源代碼的公開和共享，這也是與合作伙伴合作的優(yōu)勢(shì)所在。

然而，為了能讓 SPRESENSE 順利執(zhí)行包括自主移動(dòng)、圖像捕捉和無線通信在內(nèi)的所有任務(wù)，必須將系統(tǒng)負(fù)載降至最低。為此，精通設(shè)備設(shè)計(jì)和開發(fā)的工程師們?cè)谂渲秒娐泛碗娐钒迳细冻隽似D辛的努力。

此外，另一個(gè)挑戰(zhàn)是圖像處理，這是機(jī)器人能夠移動(dòng)到適當(dāng)位置并成功捕捉圖像的關(guān)鍵所在。在地球上進(jìn)行測(cè)試時(shí)，不可能完全復(fù)制和模擬太空環(huán)境和登月時(shí)會(huì)遭受到的各種環(huán)境條件。"在不知道正確答案的情況下，我們進(jìn)一步思考如何能準(zhǔn)確探測(cè)和拍攝 SLIM，最終，我們?cè)O(shè)計(jì)出一個(gè)系統(tǒng)，即SLIM可通過其外部絕緣層的金色被LEV-2識(shí)別出來。隨后，我們反復(fù)試驗(yàn)了各種可能發(fā)生的情形，包括各種光影對(duì)比和反射，以提高技術(shù)的準(zhǔn)確性。"

發(fā)揮制造專長(zhǎng)，開創(chuàng)太空探索新途徑

永田還參與了索尼的 "地球 MIMAMORI 平臺(tái) "項(xiàng)目，該項(xiàng)目旨在通過索尼的技術(shù)為地球和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。通過這些經(jīng)歷，他深知太空開發(fā)工作的挑戰(zhàn)性，具體而言，這一工作必須要面臨發(fā)射影響、溫度變化和宇宙射線等與地球完全不同的風(fēng)險(xiǎn)和惡劣環(huán)境。

他表示："每一個(gè)部件都需要針對(duì)太空環(huán)境進(jìn)行專門設(shè)計(jì)，這需要花費(fèi)大量的時(shí)間和精力。考慮到這一點(diǎn)，我覺得此次由四方共同開發(fā)機(jī)器人的進(jìn)度非常迅速。"

事實(shí)上，在2019年索尼加入這一項(xiàng)目之后，大約在一年內(nèi)，自動(dòng)機(jī)器人的原型便得以完成，這讓JAXA有充足的時(shí)間進(jìn)行實(shí)地測(cè)試和環(huán)境測(cè)試。雖然專攻的領(lǐng)域有所不同，但TOMY公司和索尼都是制造業(yè)的標(biāo)桿企業(yè)，二者在運(yùn)用新方法的基礎(chǔ)上，使自動(dòng)機(jī)器人的快速開發(fā)成為可能。

"首先，LEV-2 采用消費(fèi)類設(shè)備作為組件，其框架非常簡(jiǎn)單，可進(jìn)行手工組裝。此外，兩家公司都擅長(zhǎng)批量生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品。在 LEV-2 的開發(fā)過程中，我們通過制造配備相同技術(shù)的多個(gè)原型，并不斷對(duì)其進(jìn)行平行檢驗(yàn)，以驗(yàn)證各方負(fù)責(zé)的技術(shù)，從而有效提高了 LEV-2 的整體質(zhì)量。“

在傳統(tǒng)的開發(fā)實(shí)驗(yàn)中，只需要對(duì)將要發(fā)射到太空的單個(gè)飛行器進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn)。由此可見，此次在開發(fā)過程中采用的實(shí)驗(yàn)方法極具創(chuàng)新性。

最近，越來越多的公司開始關(guān)注太空事業(yè)，并通過開發(fā)衛(wèi)星等新技術(shù)或開展新業(yè)務(wù)進(jìn)入這一領(lǐng)域?；仡欉@次聯(lián)合研究，永田談到："我們能夠用自己的雙手證明，我們?cè)谒髂崮ゾ毘鰜淼募夹g(shù)和技能能夠?yàn)樘兆龀鲐暙I(xiàn)，這讓我感到非常欣慰、不僅如此，我切身體會(huì)到無論是在地面還是在太空，需要遵循的制造原則是相同的。未來，我希望繼續(xù)挖掘索尼技術(shù)和其專業(yè)技能在外太空等新領(lǐng)域的潛力。“