空间机器人是指在太空进行操作任务的机器人。它主要用于空间建筑与装配。一些大型部件的安装，如无线电天线、太阳能电池、各个舱段的组装等舱外活动都离不开空间机器人，机器人将承担搬运、各构件之间的连接紧固、有毒或危险品的处理等任务。在不久的将来，人造空间站初期建造一半以上的工作都将由机器人完成，包括卫星和其他航天器的维护与修理。随着人类在太空活动的不断发展，人类在太空的“财产”也越来越多，在这些财产中人造卫星占了绝大多数。如果这些卫星一旦发生故障，丢弃它们再发射新的卫星会很不经济，必须设法修理后使它们重新发挥作用。但是如果派宇航员去修理，又牵涉到舱外活动的问题，而且由于航天器在太空中，处于强烈宇宙辐射的环境之下，人根本无法执行任务，所以只能依靠机器人。空间机器人所进行的维护和修理工作包括回收失灵卫星、对故障卫星进行就地修理、为空间飞行器补给物资，以及完成空间生产和科学实验任务。宇宙空间为人类提供了地面上无法实现的微重力和高真空环境，利用这一环境可以生产出地面上无法或难以生产出的产品。在太空中还可以进行地面上不能完成的科学实验和空间装配。与空间修理不同，空间生产和科学实验主要在舱内环境里进行，操作内容多半是重复性动作，在多数情况下，宇航员可以直接检查和控制。这时候的空间机器人如同工作在地面工厂里的生产线上。因此，可以采用的机器人多是通用型多功能机器人。
空间环境和地面环境差别很大，空间机器人工作在微重力，高真空，超低温，强辐射，照明差的环境中，其要求与地面机器人也必然不相同。首先，空间机器人的体积比较小，重量比较轻，抗干扰能力比较强。其次，空间机器人的智能程度比较高，功能比较全。最后，空间机器人消耗的能量要尽可能小，工作寿命要尽可能长，而且由于是工作在太空这一特殊的环境，对它的可靠性要求也比较高。
针对日益激烈的太空竞赛，世界多个国家都开展了空间机器人的研究工作，其中有由美国宇航局和通用汽车公司研发的机器宇航员Robonaut 2，简称R2，如图6-13所示。R2有像人一样的胳膊，它的躯干看起来很有力气而且头上戴着一个金盔，看起来就像是一个漫画书上的超级英雄。一旦进入空间站，这个机器人将成为那儿的永久居民。在空间站，它一开始做的事不外乎拿拿工具。但是美国航空航天局说，R2的灵活性、速度及视觉能力都代表了机器人研究方面所取得的巨大技术创新。R2太空机器人的敏捷程度远超出其他机器人，除了它具备类似人类的手指，该机器人还有柔软的手掌，能够抓住并抱起物体。这款机器人的传感器设计非常安全合理，如果它接触到程序设计之外物体（如宇航员的头部），运行程序将停止其活动。或者，以某种力度猛烈地碰撞它时，这款机器人将立即停止并关闭。目前，Robonaut 2太空机器人的结构上仅有上半身，仍放置在美国实验室内。未来机器人研究小组计划测试不同的下半身组件，使这款机器人具备在国际空间站内外自由运动的能力。(www.xing528.com)
图6-13 Robonaut 2空间机器人
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