航天科技是國家戰略發展的重要支柱，香港正以優秀創科水平，為融入國家航天大局作出重要貢獻。國家計劃於2029年前後發射嫦娥八號探測器，為未來在月球表面建設國際月球科研站奠基，其中香港科技大學獲國家航天局委任，牽頭「嫦八」國際合作項目——月面多功能作業機械人暨可移動充電站，並透過特區政府InnoHK研發平台「香港太空機械人與能源中心」全力推進跨院校與跨地域合作。港科大專家團隊透露，已初步成功設計一套高度適應月球條件的機械人系統，當中分為三大主要部分，包括能以人工智能（AI）自主學習應對月面未知情況的「操作大腦」，多功能的雙機械臂操作，以及應對極端溫差的熱管理系統，確保機械人在能源效率、速度與絕對安全之間取得最佳平衡，最大程度完成科學任務。
港科大12月17日舉行發布會，闡述月面機械人的多項最新進展。香港太空機械人與能源中心主任、知名太空機械人專家高揚指，香港此次於國家重大航天任務中擔當重要角色，除了技術上的貢獻，更深層意義在於跨學科乃至跨行業的融合，向世界展示香港科研的競爭力與領導力。
「操作大腦」自主學習隨機應變
負責設計機械人核心「操作大腦」的她介紹指，月球表面隕石坑密布，大片永久陰影區常年無日照，對數據收集與機械人操控構成極大挑戰。於無人直接操控的太空環境下，「大腦」需要確保機械人在安全前提下，能在多項關鍵任務中作出智能取捨，包括能夠實時感知月球地形地貌、規劃及優化移動路徑，並要應付月球表面的極端溫度及缺乏衛星導航系統等狀況。
高揚表示，在有關要求下，團隊突破傳統導航與算法，開發全新AI系統，無縫整合機器學習、地面站與機械人本體，讓機械人能根據實時環境動態調整自主操作等級，實現前所未有的環境感知與自我調整能力，當機械人在月球面對各種未知因素時，都能根據現場情況，自主學習並根據實時環境動態調整狀態，例如通過地球端AI增強視覺處理的遠端輔助，也可利用星載3D建模與視覺慣性導航，以全自主模式操作高效執行任務。
高揚又指，團隊亦會為機械人的軟件與硬件進行多種環境模擬測試，當中涉及以多年來獲取的月球實際數據，加上基於低解析度真實還原的仿真數據，構建了高度逼真的模擬月球環境，確保地面控制系統與機載軟體設計，能於月球環境可靠運行。
多功能機械臂 應對多樣化任務
除了有可靠的「大腦」指揮，港製的月面機械人更是全球深空探測領域中首次配備「雙手」的機械人。帶領研發雙機械臂系統的中心核心成員段默龍指，團隊精選各類航天級元器件，確保有效抵禦宇宙輻射，並通過創新結構設計，在小型化與高可靠性間取最佳平衡。
他提到，機械臂的核心在於高度集成的關節模組，每個關節均包含驅動電機、處理器、編碼器及航天級減速器、軸承的精密旋轉單元，採用特殊鍍膜與潤滑技術，結合複合材料、鋁合金等輕質堅固的臂桿，最終集成出這套具備高自由度的靈巧雙臂。
由於機械雙臂具備柔性夾爪與臂後充電功能，可有效控制望遠鏡、感測器等多種科學載荷，為月面國際科研站的工作提供可靠技術支持。段默龍又進一步將機械人比喻為月球表面的智能搬運工、建築工及補給站，除了科學載荷，更可承擔搬運與組裝任務，為搭建科研站提供現場作業能力，另其具備移動充電功能，亦可為其他小型探測設備補充能源，增強整體任務的彈性與持續性。團隊正計劃在機械臂末端集成靈活充電界面，使機械人可自主移動並操控臂膀，將充電端對接至不同位置與類型的受電設備，實現無線能源補給。
「這正是我們的機械人設計比傳統採樣機械人更複雜的原因。它需要更高的運動自由度、更大的載荷適應性及雙臂協同能力，以應對多樣化、非結構化的月面任務。」段默龍說。
