CIMON：從太空機器人助手那里學到的設計經驗
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在過去20年的時間里，國際空間站接待過225多名來訪者。2018年6月，其中一名到訪者是一個可以自由漂浮飛行的自動化服務機器人，它的名字叫“CIMON”，全稱是“交互式宇航員助手”。它是一款直徑有320mm，重5Kg的球形機器人大腦。它能夠說話、聽、看以及理解人類說的話。CIMON是一款塑料球形的人工智能（AI）助手。
實際上CIMON的設計靈感來自于西蒙·萊特教授在1978年的卡通系列《未來隊長》中扮演的角色（一個會飛行的機器人大腦）。就像是科幻世界中的未來船長一樣，CIMON負責協助宇航員亞歷山大·格斯特（Alexander Gerst, 1976-）在國際空間站哥倫布實驗艙的一些活動。
CIMON是由空客公司代表德國航空航天局中心開發實現的，主要是協助宇航員Gerst完成三個不同的任務，同時這款機器人也是一個協作機器人。這三個任務包括解魔方、用晶體做實驗以及拍攝醫學實驗。CIMON甚至還可以作為一個復雜的數據庫，存儲有關國際空間站上的實驗和設備操作與維修過程的必要信息。如果想拍攝一組視頻說明，CIMON也可以幫忙處理。
微重力的設計
雖然這個設計是受到科幻小說的啟發，但是球形設計在微重力環境中有更加實際的應用（下圖）。“主要的挑戰是創造一個宇航員們都能夠接受的機器人。” 空客公司項目經理Till Eisenberg表示。
“空間站里面的一切都是長方形的，它是一個充滿高科技的環境，我們希望有一個平衡點”，Eisenberg說道。
這是CIMON在德國科隆的歐洲宇航員中心時的情況（來源：DLR/T.Bourry/ESA）
CIMON可以成為平衡系統的一個焦點，同時讓宇航員的工作變得更易于管理，這是非常重要的。Judith-Irina Buchheim是德國慕尼黑路德維希馬克西米利安大學醫院的一名研究人員，他認為CIMON為宇航員提供幫助并減少他們所面臨的壓力。此外，研究人員相信這對人類的免疫系統也有影響。這種簡單的球形設計與國際空間站內四四方方的技術環境形成鮮明的對比，但是也有其他的優勢。
因為CIMON是第一個可以在國際空間站內自由飛行的機器人，所以安全是非常重要的問題。通常微重力環境下的規則是所有東西都必須進行固定，以防止物體四處漂浮，進入它們不應該進入的地方。Eisenberg說道，鋒利的邊角設計會帶來危險，因為它會在國際空間站內漂浮，可能會撞到墻壁、設備或者宇航員。
盡管CIMON的外形設計不會傷害到任何人，但是可能會在擁擠的空間內和工作中的宇航員相互碰撞，這也許會讓宇航員感到厭煩。為了避免這種情況，CIMON集成了12個超聲波傳感器，使其能夠探測到障礙物并感知不斷靠近的物體，這些傳感器能夠實時測量障礙物或宇航員到CIMON的距離。
內部集成了14個風扇使得CIMON可以在所有空間方向上進行移動和旋轉，在CIMON移動的過程中集成的雙3D攝像頭傳感器能夠采集關于深度和不同特征之間關系的信息，并且會基于同步定位和映射（SLAM）算法構建出地圖，集成的一個前置攝像頭和人臉識別軟件將會聚焦在Gerst的眼睛上，使得CIMON能夠自動定位來模擬眼神之間的交流。
如果Gerst想要吸引CIMON的注意力，當CIMON正做其他事情時，比如看著窗外欣賞風景，Gerst可以朝著CIMON的方向并與CIMON交談。一組麥克風陣列會探測到Gerst發出的聲音，此時CIMON會調整自己的方向，直到講話者進入其攝像頭的視野范圍內，這時就會產生眼神上的交流。
在最后一次的測試中Eisenberg和CIMON一同登上空客A300零重力（Zero-G）飛機進行拋物線飛行測試，Eisenberg稱這次飛行是一次很棒的經歷，是每個人都應該嘗試的事情。飛機會以45度角起飛然后以45度角下降，過程中會形成微重力的環境，這個階段大約會持續約20秒。典型的拋物線飛行測試每次飛行大約要進行30次。
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