我是“天宫”小管家
——揭秘中国空间站物资管理分系统设计团队
中国空间站物资管理分系统研发团队部分成员。受访者供图
我和我的天宫
政府工作报告提到，要深入推进创新驱动引领高质量发展，强化战略科技力量建设。
2021年是中国航天事业极速发展的一年，随着天和核心舱完成在轨测试、天舟货运快递安全抵达、航天员入住太空家园，中国空间站开启了有人长期驻留的新时代。
对于四川航天而言，2021年也是有着特殊意义的一年。位于成都的中国航天科技集团七院七部（简称七院七部）研制的物资管理分系统，经受住了考验，得到了航天员的一致好评。作为中国空间站15个分系统中“最年轻”的分系统，物资管理分系统被大家形象地称为“小管家”。
“小管家”把“天宫”管理得井井有条，这些功能和设计是怎样实现的？日前，华西都市报、封面新闻“我和我的天宫”系列报道组走进七院七部，为你揭秘背后的故事。
货物五花八门三大场景管理好
天宫空间站开启有人长期驻留时代后，货物变得五花八门，既有航天员在轨生活所需的食品、服装、饮水、空气、医疗用品等消耗类物资，又有科研设施设备，只有管理好这些物资，才能真正管理好太空家园。
“最初，我们调研了国际空间站的物资管理，发现其缺乏成熟的体系，存在找不到东西或找一个东西耗时很长的情况。为了最大程度节省我国航天员的时间和精力，大家决定研发一套物资管理系统。”七院七部负责物资信息管理软件系统开发的尹羿说，开发时主要设想了3个场景：取用场景、转运场景和清点场景。
取用场景，指的是货物从货船运到核心舱后，航天员通过手机软件扫码取货的场景。“就像我们在超市，拿到哪个东西，只需扫码，就能将取用的物资记录下来。”尹羿说。
转运场景更多涉及地面对物资的规划布置，根据系统对物资情况的记录，规划好航天员的吃穿用度。“比如航天员这周要吃的食品、穿的服装以及卫生用品，我们都要提前规划好，然后再告诉航天员去哪里拿。”尹羿说。
而清点场景则是在物资大规模使用后，由航天员对物资查漏补缺统一清点，通过清点过程，可以发现漏掉的物资和放错的物资。“通过这3个场景的系统设计，地面工作人员可以清晰知道，每类物资还剩多少，以及物资的特定位置，从而指导物资补给，也可协助航天员找一些急需物品。”尹羿说。
热门技术“搬”上天找东西省时又省力
借鉴现代物流所涉及的物资管理系统，在太空中运用了哪些新技术？
“在地面仓库找货物很方便，但在空间站微重力环境下，大部分活动耗时都较长，因此需要运用RFID技术将流程变得更简洁。”尹羿说。
据了解，RFID技术作为时下热门的自动识别技术，使物体之间可以通过无线电波不接触快速交换和存储信息，被广泛应用于物流管理、门禁管制等领域。“手持RFID读写器，进入一定范围内，读写器就会告诉你，这个货包在附近，这对于去寻找和录入位置有差异的物品十分有效。”尹羿说。
虽然这项技术在地面已成熟运用，但“搬”上太空却面临不少挑战，光软件就更新了10个版本，一些硬件技术也因为在空间站运用而要求更高。“设备需要的抗干扰能力要强，电池也需要经历严格实验确保使用安全性，还有一些元器件需要小型化。”七院七部负责电气总体设计的谭平说。
未来运用智能技术解放航天员的双手
目前，中国空间站里的物资还需要航天员手动进行记录整理，但设计师们已经在考虑，下一步运用智能识别技术自动对物资进行扫描统计，这项技术的应用将最大程度解放航天员的双手，从而让航天员能更专注于其他工作。
谭平介绍，现在这项技术运用在空间站里主要受限于两点：首先，智能识别需要准确认识各类物品的图像，而区别于地面常规物品的识别，空间站涉及的物品都不是常见的，缺少成熟的算法，所以需要更多的机器学习过程；其次，空间站舱内一些位置灯光较暗，加上摄像头的成像和视野问题，也会对图像识别的准确性产生影响。
“未来最理想的情况是，航天员吃完一顿饭，系统能自动识别读取到你消耗了哪些物资。航天员还可以通过语音识别技术，利用人工智能寻找物品。”谭平说。在他看来，随着未来空间站承担的科研任务越来越多，“小管家”会越来越繁杂。