棒球大小的月球机器人，在月面爬行90多分钟拍下着陆照片

一台棒球大小的月球机器人，在月面上自己爬行了90多分钟，一边移动一边拍照。它叫SORA-Q，名字取自日语里"宇宙"和"球体"两个词。它的重量大约相当于一杯水，出发时的大小和形状也接近一颗棒球。

这台小机器人的任务，是替一台真正的月球探测器当"随行摄影师"。2024年，它搭乘名为SLIM（Smart Lander for Investigating Moon，即"智能月球着陆器"）的探测器前往月球。SLIM任务的目标是测试精准、软着陆月球的新技术；SORA-Q则负责拍下SLIM究竟以什么姿态、落在了哪里，让研究人员回头能看清这套新技术表现如何。

着陆之后，SORA-Q在着陆点周围活动了90多分钟，持续拍照。它的设计者们认为，这些结果说明小型、独立的巡视器可以为任务加分。相关成果于6月10日发表在《科学·机器人学》（Science Robotics）上。

为什么要把月球车做成玩具大小？先看一组对比：在火星上行驶的"毅力号"和"好奇号"巡视器，个头接近小汽车；NASA明年要送上月球的VIPER，体积相当于一辆高尔夫球车。而SORA-Q出发时，可以放进你的手掌。

日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）的工程师、SORA-Q设计参与者平野大地（Daichi Hirano）解释了小尺寸的取舍。月球和岩石行星表面布满陨石坑，起伏不平，地面上还覆盖着一层厚厚的月壤——风化后的岩石颗粒和尘埃。带大轮子的大型巡视器能携带更多设备，也更容易碾过这种地形。但大型巡视器的研制和发射成本都很高。

小型巡视器则造价更低、发射更容易。它们还可能钻进大型巡视器进不去的狭窄空间，比如洞穴和窄小的陨石坑。平野大地认为，这让它们成为"风险更高、更具挑战性的探索"的好选择。

那么，一颗"球"是怎么变成一台会跑的机器人的？在球形态下，SORA-Q内部有一根杆旋转；当内部的"钥匙"与特殊开口对齐时，机器人解锁并开始变形。球壳的两半各自变成一只轮子，随后弹出一个扁平头部，两侧各装一台相机，还伸出一条尾巴用于保持稳定。

这套变形思路来自玩具。变形金刚是能把汽车、卡车变成机器人的热门玩具形象。玩具要经得起孩子折腾，必须结实可靠，所以玩具工程师会尽量少用活动部件。平野大地认为，太空巡视器的需求与之相似。于是，他的团队与拥有变形金刚日本特许经营权的TOMY公司的玩具工程师合作。

小巡视器的一大难题是移动能力。平野大地指出，轮子越小，越容易陷进粉状的月壤里。为了获得抓地力，团队让机器人两只轮子的旋转错开：轮子一边转，一边上下画圈扫动。一只轮子向上扫、另一只向下扫时，SORA-Q就向前爬行；两只轮子同步上下扫动时，它就像游泳者游蝶泳一样前进。

平野大地说，很多人觉得它看起来更像一只在月面上探索的小动物，而不是一台机器。但正是这种运动方式，帮它越过了障碍。

另一个难题是让它自主行动。SORA-Q必须自己判断身处何处、决定下一步做什么、移动到想去的位置，然后自己拍摄并处理图像。在机器人能携带的极有限算力下完成这一切，经历了不少试错。不过，正因为这台巡视器又小又便宜，团队可以方便地反复测试和修改它的内部软件。

2024年1月19日，SLIM探测器抵达月球。就在触月前几秒，它释放了SORA-Q。旅途中一直锁成球形的机器人，着陆后裂开外壳、开始变形，部件转动、旋转，随即活跃起来。

它首先要确定自己的方位。SORA-Q拍下周围环境的照片，通过实时图像处理找到SLIM，再根据探测器在画面中的大小和位置，移动到能更好观察它的地方，然后拍下一张。如此反复，直到距离探测器约5米，再绕着SLIM移动、继续拍照。

一路上，SORA-Q把最好的照片发给另一台月球巡视器，由后者中继传回地球。平野大地说："从月球收到第一张图像，是我职业生涯中最难忘的时刻之一。""巡视器不必又大又复杂，也能提供有价值的任务能力。"

南加州大学机器人专家基南·阿尔比（Keenan Albee）没有参与这台巡视器的工作，但他为月球等极端环境设计机器人。他认为，SORA-Q说明在机器人系统设计上投入大量精力是值得的。"对我来说最令人印象深刻的部分是封装，"阿尔比说，"他们只有很小的空间、很小的重量余量，以及为数不多的几种传感器。"把所有东西装进一个球里，在他看来，是把手头条件用到了极致。

阿尔比还指出，前往月球或火星的任务迄今只有少数几次，但未来还有更多。"我们从这些机器人探索者那里得到的任何数据都非常珍贵，能帮助我们未来建造更好的系统。"

一颗棒球大小的球，在月面上爬了90多分钟，拍下的照片经另一台巡视器中继回地球。它没有推翻什么，也没有改写什么，只是把一个朴素的道理摆在了月壤上：在离地球几十万公里的地方，小，也可以是一种能力。