No016 专题:航天事业全面开花

编号016

专题:航天事业全面开花

参观实验室实验室介绍

在太空中领先一步探索开发机器人

2018.2.28

东北大学吉田实验室

东北大学吉田实验室

专门从事太空探索工程的吉田和也实验室也被称为太空机器人实验室,旨在开发能够在月球和其他行星上运行的机器人。据负责该实验室的吉田和也教授介绍,程序和任务很明确:“人类进入太空并在那里工作有太多的危险。所以首先,机器人先走,勘察地形,检查环境,看看人类是否可以在其中居住。一旦生存空间建立起来,人类就出发。”程序和任务很明确。我们参观了东北大学吉田实验室,询问他对开发太空机器人的想法。

(采访/文/津田健二)

第 1 部分:吉田一也,东北大学工学研究科航空航天工程系教授

吉田一也教授

太空机器人研发需要机械、材料、电力、软件等
需要综合实力

望远镜杂志(TM)──吉田实验室主页这个实验室太空机器人研究的意义在于机器人可以代替人类做不到的事情,这种理解是否正确?

吉田──是的。首先,太空对人类来说是一个困难且危险的地方。我认为正是在这样的地方引入机器人具有重大的意义。在探索月球或行星时,最好先派机器人去调查并获取环境、资源等信息,而不是人类一次性去那里。最终的目标是机器人把环境安排好,让人类能够在那里生活之后,让人类能够去那里。为了实现这一目标,我们首先需要能够在恶劣环境下进行探索的机器人。

TM──为了设计和制造这样的机器人,需要综合技术,不仅包括机械材料和零件,还包括电子硬件和软件。

吉田──是的。有一个术语叫机电一体化,它结合了机械和电学,但仅凭这一点还不足以制造太空机器人;除了热和真空暴露问题之外,我们还必须考虑伴随大加速度的剧烈振动的影响。此外,还需要具有高强度和耐热性的材料,电子电路也需要防辐射措施。所有这些问题都必须考虑。

TM──在这种情况下,需要全面的知识。

吉田──是的。但实际上,一个人不可能面面俱到,因此一个团队(图1)会互相补充。决定每个人的角色,并作为一个团队共同努力,使任务取得成功。

[图1]吉田实验室参与太空机器人开发的学生和老师
吉田实验室参与太空机器人开发的学生和老师

TM──角色划分的方式在某种意义上是一个教育主题。

吉田──从这个意义上说,它涵盖了机械工程、电子工程和材料工程等所有领域。该实验室隶属于工学院机械系组,研究生院隶属于航空航天工程系。在机械领域,有像我们这样专门研究航空航天工程的实验室,也有专门研究纳米技术、机器人、医学工程的实验室,所以工作范围很广。我认为拥有大范围的防守是非常重要的。

机器人主题是一个需要将各个部分组合起来构建整个系统的领域。航空和航天领域也是如此。例如,即使飞机有高性能的部件,它也无法飞行。需要收集各种零件并组装整个系统。

当今时代,强烈需要系统集成方法。也许有必要深入研究一个狭窄的领域,但我认为将研究结果结合起来创建一个系统将变得越来越重要。

大学创办的企业也成为就业机会

TM──这个实验室的毕业生从事什么工作?

吉田──基本上,这是一个制造业。一些毕业生继续在机械工业、电机、精密机械、汽车工业和航空航天领域工作。虽然宇宙相关领域的市场并不大,但也有不少毕业生在JAXA(日本宇宙航空研究开发机构)工作并活跃。

此外,一些毕业生开始在一家名为 ispace Inc 的风险投资公司工作(图 2),该公司的成立是为了利用我们在世界各地的实验室的成果。 iSpace是一家以进行私人太空探索,特别是月球表面探索为使命的公司。公司总部位于东京,袴田武担任CEO(首席执行官),中村贵宏担任COO(首席运营官),我本人担任CTO(首席技术官)。这三人于2010年牵头创办了一家企业,目前该企业正在不断壮大。目前员工人数已超过40人。

[图2] ispace成员合影(截至2017年12月)
©ispace
ispace 成员合影(截至 2017 年 12 月)

吉田──2017 年 12 月 13 日在媒体上宣布,ispace 已完成 1015 亿日元的第三方新资本配售,新股东包括日本创新网络公司、日本开发银行、东京广播公司、柯尼卡美能达和清水建设公司等 11 名新股东。这将使其成为日本融资规模最大的太空相关风险投资公司。

吉田一也教授
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