【微分享】迈向太空的索尼技术：LEV-2探月机器人开发的幕后故事

2024 年 1 月 25 日，日本首次成功实现小型月球着陆器SLIM在月球表面的精确着陆，并发布其首张图像，这一极具划时代意义的图像由索尼集团公司（简称：索尼）与日本宇宙航空研究开发机构（下称JAXA）、日本玩具制造商TOMY 公司和同志社大学联合开发的可变形月球机器人 LEV-2（昵称："SORA-Q"）拍摄而成。我们采访了领导索尼团队的永田政晴（来自索尼集团公司技术平台探索部署小组），他向我们介绍了全球首个完全自主的机器人探月项目，以及使之成为可能的索尼技术。

拍摄到SLIM登陆月球图像的全球首个完全自主机器人

LEV-2由索尼集团公司、JAXA、TOMY公司和同志社大学共同开发而成，是世界上最小巧、轻便的全自动可变形月球探测机器人，直径约80毫米（初始状态），重约250克。TOMY公司注重将玩具开发中所汲取的知识和创意融合到机器人的开发中，打造了以海龟为灵感的可爱的球形外观设计，使其能够在月球表面移动。

2024 年 1 月 20 日，LEV-2 与超小型月球探测器 LEV-1 共同搭载小型月球着陆器SLIM进入太空，并被释放到月球表面。随后，LEV-2自主探寻到 SLIM，在移动的同时进行拍照，并将月球着陆器及其周围环境的高质量图像数据传输给 LEV-1，从而将月球表面的图像成功传输至地球。

物联网低功耗开发板SPRESENSE与索尼技术相结合，打造超小型轻便机器人

2016 年，JAXA太空探索创新中心和 TOMY公司联手推出了月球探测机器人的开发项目。随后，索尼集团公司与同志社大学分别于 2019 年、 2021 年相继加入。其中，索尼工程师主要负责基于JAXA 和 TOMY公司提出的 "在非平坦地形上可移动、可变形的球形机器人 "概念，打造可自主完成任务的机器人。此外，索尼还领导了机器人运动控制系统和成像上的部件选择和技术开发。

在研发的早期阶段，团队选择了由索尼半导体解决方案公司开发并将其商业化的物联网低功耗开发板"SPRESENSE™"，他们认为该技术针对更小巧、更轻便的月球探测机器人最为适用。虽然SPRESENSE 体积小、功耗低，但它兼具高性能的可编程摄像头和传感设备，使机器人具备自主驾驶、捕捉图像并执行其他操作的功能。经过反复的环境测试，SPRESENSE 的抗辐射和抗外部冲击能力顺利通过验证，被选定为控制机器人所有动作的核心处理器。除此之外，保持对开发环境和源代码的公开和共享，这也是与合作伙伴合作的优势所在。

然而，为了能让 SPRESENSE 顺利执行包括自主移动、图像捕捉和无线通信在内的所有任务，必须将系统负载降至最低。为此，精通设备设计和开发的工程师们在配置电路和电路板上付出了艰辛的努力。

此外，另一个挑战是图像处理，这是机器人能够移动到适当位置并成功捕捉图像的关键所在。在地球上进行测试时，不可能完全复制和模拟太空环境和登月时会遭受到的各种环境条件。"在不知道正确答案的情况下，我们进一步思考如何能准确探测和拍摄 SLIM，最终，我们设计出一个系统，即SLIM可通过其外部绝缘层的金色被LEV-2识别出来。随后，我们反复试验了各种可能发生的情形，包括各种光影对比和反射，以提高技术的准确性。"

发挥制造专长，开创太空探索新途径

永田还参与了索尼的 "地球 MIMAMORI 平台 "项目，该项目旨在通过索尼的技术为地球和社会的可持续发展做出贡献。通过这些经历，他深知太空开发工作的挑战性，具体而言，这一工作必须要面临发射影响、温度变化和宇宙射线等与地球完全不同的风险和恶劣环境。

他表示："每一个部件都需要针对太空环境进行专门设计，这需要花费大量的时间和精力。考虑到这一点，我觉得此次由四方共同开发机器人的进度非常迅速。"

事实上，在2019年索尼加入这一项目之后，大约在一年内，自动机器人的原型便得以完成，这让JAXA有充足的时间进行实地测试和环境测试。虽然专攻的领域有所不同，但TOMY公司和索尼都是制造业的标杆企业，二者在运用新方法的基础上，使自动机器人的快速开发成为可能。

"首先，LEV-2 采用消费类设备作为组件，其框架非常简单，可进行手工组装。此外，两家公司都擅长批量生产质量稳定的产品。在 LEV-2 的开发过程中，我们通过制造配备相同技术的多个原型，并不断对其进行平行检验，以验证各方负责的技术，从而有效提高了 LEV-2 的整体质量。“

在传统的开发实验中，只需要对将要发射到太空的单个飞行器进行重复实验。由此可见，此次在开发过程中采用的实验方法极具创新性。

最近，越来越多的公司开始关注太空事业，并通过开发卫星等新技术或开展新业务进入这一领域。回顾这次联合研究，永田谈到："我们能够用自己的双手证明，我们在索尼磨练出来的技术和技能能够为太空做出贡献，这让我感到非常欣慰、不仅如此，我切身体会到无论是在地面还是在太空，需要遵循的制造原则是相同的。未来，我希望继续挖掘索尼技术和其专业技能在外太空等新领域的潜力。“