超越科幻：MIT博士生埃里克·巴列斯特罗斯的太空机械臂创新
自幼成长在得克萨斯州休斯顿郊区小镇的埃里克·巴列斯特罗斯，内心深处一直被人类探索太空的无限可能性所吸引。在21世纪初期，NASA的航天飞机项目是宇航员前往国际空间站（ISS）的主要交通工具。巴列斯特罗斯的家乡距离NASA约翰逊空间中心（JSC）不到一小时车程，那里是NASA任务控制中心和宇航员训练设施的所在地。每逢周末，他与家人都会前往JSC参观公共展览和有关人类太空探索的讲座。
这些参观活动中，最令巴列斯特罗斯着迷的莫过于乘坐电车参观JSC的宇航员训练设施。在那里，公众可以亲眼目睹宇航员测试太空飞行原型，并进行各种操作训练，为他们在国际空间站的生活和工作做准备。
巴列斯特罗斯回忆道：“那是一个非常鼓舞人心的地方，我们有时还会遇到正在签名活动的宇航员。我总是会看到宇航员进入训练设施的那些大门，并暗自想：总有一天，我也能身处那扇门的另一边。”
从NASA实习到MIT的突破性研究
如今，巴列斯特罗斯已是麻省理工学院（MIT）机械工程系的博士生，并且已经实现了他童年的目标。在来到MIT之前，他曾在JSC参与多个实习项目，在训练设施中协助测试新型宇航服材料、便携式生命支持系统以及火星火箭原型的推进系统。他还帮助训练宇航员操作国际空间站的应急响应系统。
这些早期的经历引导他来到了MIT，他希望能在这里对人类太空飞行产生更直接的影响。他与导师哈里·朝田（Harry Asada）教授正在共同开发一个系统，为未来的宇航员提供实际的“援手”。这个系统被称为“SuperLimbs”，它由一对可穿戴的机器人手臂组成，如同科幻作品中“检查官小工具”或漫画迷熟知的“章鱼博士”一样，从背包中延伸出来。巴列斯特罗斯和朝田教授正在设计这些机械臂，使其足够强大，能够在宇航员跌倒时将其扶起。这些机械臂还可以像螃蟹一样在航天器外部移动，协助宇航员进行检查或维修工作。
巴列斯特罗斯目前正与NASA喷气推进实验室（JPL）的工程师们合作，共同完善这项设计。他计划在未来一两年内将改进后的系统引入JSC，供宇航员进行实际测试并收集用户反馈。他表示，在MIT的时光帮助他建立了学术界和工业界的广泛联系，这些联系为他的生活和工作注入了活力。
“成功并非一人之功，而是建立在众多人的努力之上，”巴列斯特罗斯强调，“人际关系——不仅是建立，更是维护——对于开启新机遇和保持现有优势至关重要。”
早期启蒙与多元职业探索
巴列斯特罗斯并非总是积极寻求这些联系。小时候，他会掰着手指计算放学时间，好赶紧回家玩视频游戏和看电影，其中《星球大战》是他的最爱。他也热爱创造，并擅长角色扮演服装制作，能够缝制出受卡通和电影人物启发的复杂逼真的服装。
高中时，他上了一门工程入门课，课程要求学生用套件制作机器人，然后进行“机器人大战”式的比赛。巴列斯特罗斯制作了一个通过内部配重移动的球形机器人，类似于《星球大战》中虚构的球形机器人BB-8。“那是一次很好的启蒙，我记得当时就想，这个工程学说不定会很有趣。”他回忆道。
高中毕业后，巴列斯特罗斯进入德克萨斯大学奥斯汀分校，攻读航空航天工程学士学位。通常为四年制的学位，他却用了八年时间完成，其间他将学业与多次工作经历相结合，在NASA和其他地方实习。
2013年，他在洛克希德·马丁公司实习，参与了喷气发动机开发的各个方面。这次经历为他开启了许多其他航空航天领域的机会。在NASA肯尼迪空间中心短暂工作后，他来到了约翰逊空间中心，作为名为“Pathways”的合作项目的一部分，在接下来的五年里，他每年春天或夏天都会回到该中心的不同部门实习。
尽管在JSC的这段时间为他提供了大量的实际工程经验，但巴列斯特罗斯仍然不确定这是否是他最适合的领域。除了从小对宇航员和太空的迷恋，他一直热爱电影以及制作电影特效的技术。2018年，他从NASA Pathways项目休学一年，到迪士尼实习，在春季学期担任安全工程师，对迪士尼游乐设施进行安全检查。
在此期间，他结识了几位幻想工程师（Imagineering）——迪士尼负责创作、设计和建造游乐设施、主题公园和景点的研发团队。那个夏天，幻想工程部门接纳他为实习生，他参与了未来游乐设施的动画机器人制作，这包括将迪士尼电影中的某些场景转化为实际、安全且功能性强的景点场景。
“在动画中，他们所做的很多事情都是奇幻的，而我们的工作就是找到方法把它们变成现实，”巴列斯特罗斯说道。他热爱这次经历的每一刻，并希望实习结束后能被聘为幻想工程师。但他还有一年的本科课程要完成，不得不继续学业。
2019年12月从德克萨斯大学奥斯汀分校毕业后，巴列斯特罗斯接受了位于加利福尼亚州帕萨迪纳的NASA喷气推进实验室的工作。他于2020年2月开始在JPL工作，对火星“毅力号”漫游车进行最后的调整。在JPL因新冠疫情转为远程工作几个月后，巴列斯特罗斯被分配到一个开发自诊断航天器监控系统的项目。与该团队合作期间，他遇到了一位曾是MIT讲师的工程师。这位工程师建议巴列斯特罗斯考虑攻读硕士学位，以提升他的简历价值。
“她让我萌生了读研究生的想法，这是我以前从未考虑过的。”他说。
重回起点：在MIT实现梦想
2021年，巴列斯特罗斯来到MIT，开始了机械工程硕士课程。在面试潜在导师时，他很快就与工程学福特教授兼信息系统与技术达尔贝洛夫实验室主任哈里·朝田教授一拍即合。多年前，朝田教授曾向JPL提出了为宇航员提供可穿戴机器人手臂的设想，但当时被迅速否决。然而，朝田教授保留了这一想法，并建议巴列斯特罗斯将其作为他硕士论文的可行性研究项目。
这项任务要求将一个看似科幻的构想转化为实际可用的功能，供宇航员在未来的太空任务中使用。对巴列斯特罗斯来说，这是一个完美的挑战。“SuperLimbs”成为了他硕士学位的核心焦点，他于2023年获得了该学位。他最初的计划是拿到学位后返回工业界。但他选择留在MIT攻读博士学位，以便在一个他感到自由探索和尝试新事物的环境中继续他的“SuperLimbs”工作。
他形容道：“MIT就像霍格沃茨魔法学校，但充满书呆子气息。我小时候的一个梦想是关于开学第一天，能够动手建造和发挥创意，那是我人生中最快乐的一天。而在MIT，我感觉这个梦想成为了现实。”
巴列斯特罗斯和朝田教授目前正在进一步开发“SuperLimbs”。该团队最近再次向JPL的工程师们提出了这个想法，他们重新考虑后，已达成合作，共同协助测试和完善这款机器人。在未来一两年内，巴列斯特罗斯希望将一个功能完善、可穿戴的设计带到约翰逊空间中心，让宇航员在模拟太空环境中进行测试。
除了正式的科研工作，巴列斯特罗斯也找到了享受“幻想工程师”般乐趣的方式。他是MIT机器人团队的成员，该团队设计、建造并在各种竞赛和挑战中运行机器人。在这个俱乐部内，巴列斯特罗斯还组建了一个名为“机器人建造者”的子俱乐部，旨在制作流行电影和系列动画中的机器人模型。
“我想我可以利用我从幻想工程学到的知识，教本科生如何从头开始建造机器人。”他说，“现在我们正在建造一个可以完全自主的全尺寸WALL-E。看到一切都回到起点，感觉非常酷。”
