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World File Search System机械臂
社会科学影响博客：火星登陆如何成形——评估社会科学、艺术和人文科学对太空探索的贡献。
回顾这些最近的太空之旅，我们可以从历史、人类学、哲学和伦理学等学科来了解太空探索的起源、我们想要寻找什么，以及我们如何能够以合乎道德和负责任的方式组织起来进行太空探索。例如，美国宇航局喷气推进实验室 (JPL) 工程师戴安娜·特鲁希略 (Diana Trujillo) 曾参与设计了“毅力号”火星车的机械臂。她将自己描述为“可以改变历史的群体的一部分”。她提到，她希望“其他拉丁裔明白，只要有奉献精神，他们就可以成为美国宇航局重要任务的一部分”，她认为科学发现不仅对文化认同有积极影响，而且对人类也有积极影响。她认为，在“重建火星历史”的过程中，我们可以激发人们的思想，“为人类解答其他星球上的生命问题”。从这个角度理解，在应对太空探索的技术挑战时，我们不仅仅是在寻求推动技术前沿，我们还在寻求面对和理解我们自己的社会。
一种自适应人机交互架构，利用实时工作量感应来增强手术性能——半自动吸盘工具的演示
人机协作是许多领域中一种很有前途的范例，因为它有可能充分利用人类的灵活性和机器人的精确性 (Reason, 2000)。即使有了极其复杂和高度发展的技术，机器人系统也主要由人类操作，干预和控制程度也各不相同 (Power 等, 2015)。然而，需要外科医生远程操纵机械臂的遥控控制可能会带来诸如模糊性和缺乏运动反馈等问题 (Chen 等, 2007)，从而导致过度的心理工作负荷 (MWL)，进而影响外科医生的表现。由于极端的 MWL 会降低性能并增加错误概率 (Yurko 等, 2010)，操作员的工作负荷正成为决定人机协作是否成功的核心问题。因此，人们对开发能够在任务执行期间根据操作员的 MWL 为其提供不同程度协助的机器人的兴趣日益浓厚 (即基于心理工作负荷的自适应自动化) (MWL-AA)。
周四三点——SpaceX：引领太空创新
周日，SpaceX 取得了一个突破性的里程碑，其星际飞船火箭在返回地面时被一对巨型机械臂成功接住。这一历史性壮举标志着该公司向创建完全可重复使用和快速部署的火箭系统的目标迈出了一大步。在本周的“周四三件事”中，我们将探索太空探索的最新进展。太空旅行技术的进步大大降低了将有效载荷发射到太空的成本。从 20 世纪 60 年代标志性的阿波罗任务到今天的尖端创新，材料科学和推进方面的突破——主要由 SpaceX 等私营公司推动——已经降低了曾经天文数字的成本。这种降低使太空变得更容易进入，促进了竞争，并为科学研究、卫星部署甚至太空旅游开辟了新的可能性。有关更多见解，请查看下面的三个图表。
机器人捕获航天器的联合控制和导航方法
在轨服务（IOS）可以延长卫星的使用寿命，而实施主动碎片清除（ADR）以有效解决空间碎片问题的必要性已在航天界广为人知。在新一代传感器和控制系统的发展的推动下，实现此类任务的技术解决方案研究正在蓬勃发展。除了私营公司、航天机构和大学之外，欧洲航天局（ESA）几十年来一直在开发该领域的技术。多年来，人们提出了多种安全捕获轨道物体的解决方案，其中大多数依赖于机器人系统。一个有前途的选择是使用配备高度灵巧的机械臂的自主航天器（追逐者），该机械臂能够与驻留的空间物体对接。这一操作在接近阶段和接触后都带来了复杂的技术挑战。在这方面，设计一个有效、可靠、稳健的制导、导航和控制 (GNC) 系统对于确保安全执行任务起着关键作用，该系统可以实现多种算法架构和硬件配置。这项工作展示了由与 ESA 签订合同的大学联盟开展的研究活动的成果，该研究旨在开发 GNC 系统的导航和控制子系统，用于控制配备冗余机械手的追赶者。研究中考虑了捕获前的最终接近阶段和捕获后的目标稳定阶段。提出的解决方案旨在实施联合控制策略。采用稳健控制方法来设计控制律，以应对追赶者的不确定、非线性动力学以及捕获后完整的追赶者-目标堆栈。选择基于视觉的解决方案，即依靠主动/被动光电传感器，进行相对导航。用于相对和绝对导航的完整传感器套件是 GNC 系统的一部分，包括用于机器人关节测量的传感器。为了正确验证提出的解决方案，已经开发了一个完整的数值模拟器。该软件工具可以全面评估系统性能，考虑所有相关的外部干扰和误差源。真实的合成图像生成器也用于相对导航性能评估。本文介绍了设计解决方案和初步数值测试的结果，考虑了三种任务场景，以证明该解决方案的灵活性及其对各种操作情况的适用性。
控制、机器人和自主系统年度回顾体现沟通：机器人和人类如何通过物理交互进行沟通
早期对物理人机交互 (pHRI) 的研究必然侧重于设备设计——创建兼容和传感硬件，如外骨骼、假肢和机械臂，使人们能够安全地与机器人系统接触并交流他们的协作意图。随着硬件功能已足以满足许多应用的需求，并且计算能力越来越强大，支持流畅和富有表现力地使用 pHRI 系统的算法已开始在确定系统的实用性方面发挥重要作用。在这篇评论中，我们描述了一系列用于调节和解释 pHRI 的代表性算法方法，描述了从基于物理类比的算法（如导纳控制）到基于高级推理的计算方法的进展，这些方法利用了多模态通信渠道。现有的算法方法在很大程度上支持特定于任务的 pHRI，但它们不能推广到多功能的人机协作。因此，在整个评论和我们对下一步的讨论中，我们认为新兴的具身
CAT(0) 几何、机器人与社会
2. 黑人的命也是命 2016 年 7 月 4 日，我们完成了移动独立机械臂的算法实现。三天后，美国警方似乎首次使用机器人杀害了一名美国公民。现在，每当我介绍这项研究时，我也会讨论这一行动。当天活动以美国各地几场和平的“黑人的命也是命”抗议活动开始，谴责美国政府对黑人社区施加不公平的暴力。这些抗议活动是由明尼苏达州和路易斯安那州警察枪杀 Alton Sterling 和 Philando Castile 引发的。在德克萨斯州达拉斯，抗议活动即将结束时，一名狙击手向人群开枪，造成五名警察死亡。达拉斯警方最初误将一名黑人男子（其中一名抗议组织者的兄弟）认定为嫌疑人。他们在网上发布了他的照片，并请求帮助寻找他。由于担心自己的生命安全，他自首了，并很快被判无罪。几个小时后，警方认定美国陆军老兵迈卡·约翰逊为主要嫌疑人。经过追逐、对峙和谈判失败后，他们未经正当法律程序就使用机器人杀死了约翰逊。抗议活动的组织者谴责狙击手的行为，警方官员认为他是单独行动的。杀死约翰逊的机器人价值约 15 万美元；警方表示，机器人的手臂受损，但在爆炸后仍能正常运作 [18]。被警方误认的无辜男子在之后的几个月里继续收到死亡威胁。不同的人对达拉斯警方在这场悲剧事件中的行为有不同的看法。当然不健康的是，我采访过的大多数人从未听说过这起事件。我们的机械臂数学模型非常简单，可能还远不能直接应用，但这里开发的技术有可能使机器人操作更便宜、更高效。我们告诉自己，数学和机器人技术是中性的工具，但我们的研究并不独立于其应用方式。我们接触数学和科学是为了寻找美、理解或适用性。当我们发现它们所蕴含的力量时，我们该如何继续？
火星上的人工智能辅助机器人农业可以种植和储存五种......
地球和空间站上已经进行了大量的实验工作，以开发用于长期太空任务的种植食物的方法。5,6 月球和火星基地需要生物再生生命支持系统来实现自给自足的食物生产；否则，它们将成为价值有限的临时前哨，维护成本高昂，并需要不必要的星际旅行和相关风险。维护农作物需要人类进行大量的动手工作，从而减少了探索时间。然而，机器人食品生产现在正在地球上进行，而且，鉴于人工智能的力量，可以对其进行调整以维护火星上的农业模块。探测车可以在着陆点收集冰和土壤。机械臂在可移动的轨道上移动，可以种植、培育和收获可以包装和冷冻的食物，在人类登陆之前储存多年的供应。机器人可以是半独立的，也可以是远程控制的，带有可以轻松拆卸以根据需要连接替换臂的臂座。
脑机交互综述
1 简介 神经和神经解剖损伤和疾病影响着全世界许多人，并经常导致运动障碍和无法独立完成日常任务，例如交流、伸手和抓握。经历过脊髓损伤 (SCI)、肌萎缩侧索硬化症或中风等神经损伤的人可以通过皮质假肢系统实现部分功能恢复。皮质假肢是一种末端执行器设备，它通过脑机接口 (BCI) 接收动作命令以执行所需位置，该接口记录皮质活动并提取（即解码）与该预期功能相关的信息。末端执行器的范围可以从虚拟打字通信系统到机械臂和手或通过功能性电刺激 (FES) 重新激活的人的肢体。BCI 技术的侵入性、时间和空间记录分辨率以及记录信号的类型各不相同。非侵入性脑成像技术，例如脑电图 (EEG)、脑磁图 (MEG) 和功能
使用双侧微电极记录对四肢瘫痪患者的双侧手势进行同时分类
大多数日常任务都需要同时控制双手。在这里，我们使用从四肢瘫痪参与者的双侧运动和体感皮层记录的多单元活动来展示双手手势的同时分类。使用针对每只手分别训练的分层线性判别模型对尝试的手势进行分类。在一项在线实验中，手势被连续分类并用于控制两个机械臂进行中心向外运动任务。需要保持一只手静止的双手试验产生了最佳表现（70.6%），其次是对称运动试验（50%）和非对称运动试验（22.7%）。我们的结果表明，可以使用两个独立训练的手部模型同时解码双手的手势，但随着双手手势组合的复杂性增加，使用这种方法进行在线控制变得更加困难。这项研究展示了使用双侧皮层内脑机接口恢复双手同时控制的潜力。
俄罗斯共轨反卫星试验
共轨 ASAT 将拦截器送入轨道，然后操纵拦截器改变轨道，使其接近目标。共轨 ASAT 可以在进入轨道后立即操纵接近目标，也可以在长时间处于休眠状态后操纵接近目标。它们可以通过超高速直接碰撞、释放与目标相撞的碎片云、使用机械臂损坏或移除目标卫星的部件，或者在近距离使用电子战或定向能武器来试图损坏或摧毁目标。无论使用哪种技术，共轨 ASAT 都需要机载制导、导航和控制系统来识别和跟踪目标空间物体并微调其轨迹以进行适当的拦截。冷战期间，苏联曾多次努力开发、测试和部署共轨 ASAT 能力。人们考虑了几种不同的共轨道武器部署概念，包括激光器、导弹平台、载人和无人炮兵平台、机器人操纵器、粒子束、霰弹枪式弹丸炮和核太空地雷，但大多数都在绘图板上夭折了。¹