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隨著石油勘探開發逐漸向深層進軍，深井、超深井數量大幅增多，井下條件越來越復雜，鉆井、完井、生產面臨的技術挑戰日益增大，對機器人技術等高精尖技術的依賴程度逐漸加深，進一步提高現有技術水平，向智能化、自動化、高安全性和可靠性發展，同時降低對環境的影響、削減生產成本，已經成為業界的共識。與此同時，為了探索未知的太空領域，人類不斷研制先進的航天設備，陸續開展了登月、火星探測等太空科研項目，有力推動了遠程控制、精密制造等技術領域的進步。

航天技術與石油勘探開發，一個是“上天”，一個是“入地”，看似風馬牛不相及，實則有異曲同工之妙，如兩者都是在十分有限的空間內（太空站、井筒等）進行生產、維護等操作；而且操作環境惡劣，需要面臨極端的溫度和壓力；兩者都屬于高風險行業，一個細小的失誤就有可能導致災難性的后果，提高可靠性是兩者的共同目標。

仿真技術助力高精尖裝備研發

美國噴氣推進實驗室一直致力于航天儀器和傳感器的研發，并在太空探測中得到了成功應用，實驗室研制的原位儀器隨著飛行器甚至到達了太陽系的邊緣，經受了從地球到外太空溫度、壓力、濕度等急劇變化帶來的嚴峻考驗。為了降低能量消耗，最大限度地提高航程，要求航天儀器必須盡可能縮減尺寸和重量。與此類似，深水機器人的工作環境要求其具有體積小、重量輕、強度高、能耗低的特點，而且能夠承受低溫、高壓、腐蝕等多種危險因素。

無獨有偶，海洋深水環境的生產作業經驗，同樣為太空探測提供了借鑒，如Europa、Enceledus星球的鹽水海洋、Titan星球的碳烴化合物湖泊。為此，噴氣推進實驗室開展了一系列研究項目，包括具有碳烴監測評估功能的質譜儀傳感器、從微觀和宏觀方面監測海水特性的阿塞爾誘導熒光檢測儀、微生物采樣器等。深水開發技術發展的同時，同樣帶動了相關航天儀器的進步。

在噴氣推進實驗室，一個重要的研發手段是利用軟件進行建模仿真，模擬設備的工作狀態。由于研究任務在時間和空間上跨度很大，難以同時兼顧各個方面；另外引力場、溫度和壓力、腐蝕性氣體等特殊環境，使得在現實世界中復制重現成本高昂或難以實現；而利用仿真技術無需建造或復制研究對象所處的環境，可以大大降低研發成本，并且可以將多個仿真結果進行對比優化，驗證研發思路的正確性。正是基于同樣的考慮，建模仿真成為石油工業研發的重要手段，如模擬壓裂效果和對環境的影響、分析深水機器人的工作狀態、超深井管柱力學分析等。從軟件的專業角度看，機器人系統需要包括三個主要因素：地面軟件系統，用于發出指令并進行遠程控制；機載軟件系統，植入部分智能；以及目標平臺。為了實現三方的完美協作，要求軟件系統具有互通性、靈活性、一致性、擴展性強、易于維護、費用低的特點。

機動靈活的管內機器人

1997年噴氣推進實驗室參與了美國的火星探路者計劃，并研制了“索杰納號”火星車，它是人類送往火星的第一部火星車，具有高度機動性，能夠克服火星崎嶇不平的表面，展現了實驗室在遠程操控和精密機械領域的非凡實力。與此同時，實驗室還研制了用于天然氣管道的管內機器人，設計借鑒昆蟲界尺蠖的運動方法，由多個短節組成，每個短節之間采用三維自由度的接頭連接。機器人內部裝有渦輪發動機，可以利用高速流動的天然氣為機器人提供能量，它使用可充氣的氣囊推壓管道內部，使其能朝任意方向移動，并且能夠順利通過管道內部的三通和彎接頭，不影響管道內天然氣的正常輸送。該機器人可以用于管道內部和海底設備的檢查及維護、鉆井平臺水線以上和以下部分的檢測等。

功能強大的 “無人鉆機”

挪威機器人鉆井系統公司總部位于斯塔萬格，專門研制創新性的自動化機器人鉆井系統，為海洋和陸地鉆井提供安全度更高、費用更低的鉆井方式。2012年9月5日，該公司與美國航空和航天局（NASA）正式簽訂合作協議，聯合研發自動化機器人鉆機。2012年8月6日NASA 負責的“好奇號”火星探測器成功著陸火星并開展科研任務，NASA掌握著世界先進水平的遠程控制技術，這將有助于無人鉆機遠程控制系統的研制。

無人鉆機系統的研制還得到了挪威國家石油公司、挪威研究院、挪威創新協會的支持。無人鉆機根據用途分為陸地和海底兩種，分別與現有的陸地和海洋鉆機兼容，它采用模塊化設計，可以通過常規的起重船送入海底，然后利用臍帶管與動力、控制、泥漿等系統連接，通過三維互動電腦界面遠程操控高度自動化的機器人進行施工作業，并且通過應用公司專利的海底鉆機密封和壓力補償系統，可以實現工作過程的“污染物零泄漏”，能夠滿足極度惡劣環境如北極、超深水條件的施工要求，大大降低現場工人的工作強度和安全風險，提高工作效率、降低施工費用。

宇宙航天領域匯集了全球頂尖科學家，擁有最先進的科研儀器，在攻關太空奧秘的同時，將一些具有相同性的航天技術用于石油勘探開發，不僅可以大大加快石油工業技術的發展進步，而且可以從另一領域推動航天技術的發展。通過兩者的互相利用，兼收并蓄，實現了雙方的合作共贏。