在國際空間站（ISS）的復(fù)雜環(huán)境中，一套創(chuàng)新的機(jī)器人控制系統(tǒng)剛剛完成了一項(xiàng)里程碑式的實(shí)驗(yàn)。斯坦福大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)以空間站內(nèi)現(xiàn)有的立方體形自由飛行機(jī)器人“Astrobee”為平臺，首次驗(yàn)證了基于機(jī)器學(xué)習(xí)的自主導(dǎo)航技術(shù)。這一突破為未來太空任務(wù)的自動(dòng)化執(zhí)行奠定了基礎(chǔ)，有望大幅減少人類干預(yù)的需求。

國際空間站內(nèi)部布滿了實(shí)驗(yàn)設(shè)備、儲物架和線纜，其狹窄的通道和密集的結(jié)構(gòu)對機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃提出了極高要求。傳統(tǒng)地面機(jī)器人的路徑規(guī)劃算法難以直接應(yīng)用于太空環(huán)境，因?yàn)樾禽d計(jì)算機(jī)的計(jì)算資源有限，且太空操作對安全性的要求更為嚴(yán)苛。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人索姆麗塔·班納吉指出，地球上的算法在空間硬件上運(yùn)行時(shí)效率低下，需要針對太空場景進(jìn)行優(yōu)化。

為解決這一問題，研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一套結(jié)合序列凸規(guī)劃與機(jī)器學(xué)習(xí)的混合系統(tǒng)。該系統(tǒng)首先通過優(yōu)化算法生成安全路徑，隨后利用數(shù)千個(gè)歷史數(shù)據(jù)訓(xùn)練的機(jī)器學(xué)習(xí)模型提供“熱啟動(dòng)”初始值。這種方法類似于規(guī)劃城市路線時(shí)參考常用路徑，而非從零開始計(jì)算。實(shí)驗(yàn)表明，在復(fù)雜場景下，新系統(tǒng)的規(guī)劃速度提升了50%至60%，尤其在需要精密旋轉(zhuǎn)或穿越狹小空間時(shí)表現(xiàn)突出。

在正式部署前，該技術(shù)已在NASA艾姆斯研究中心的微重力模擬平臺上完成地面測試。實(shí)際實(shí)驗(yàn)中，宇航員僅負(fù)責(zé)初始設(shè)置，后續(xù)操作由地面團(tuán)隊(duì)通過約翰遜航天中心遠(yuǎn)程指揮。研究團(tuán)隊(duì)測試了18條飛行軌跡，每條軌跡分別采用傳統(tǒng)“冷啟動(dòng)”和AI驅(qū)動(dòng)的“熱啟動(dòng)”方式執(zhí)行。結(jié)果顯示，AI輔助的路徑規(guī)劃在計(jì)算效率和可靠性上均顯著優(yōu)于傳統(tǒng)方法。

NASA已將該技術(shù)評定為技術(shù)就緒等級5級，意味著其已在真實(shí)太空環(huán)境中得到驗(yàn)證。這一認(rèn)證將降低未來任務(wù)提案的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，為機(jī)器人執(zhí)行深空探測、空間站維護(hù)等任務(wù)鋪平道路。研究團(tuán)隊(duì)強(qiáng)調(diào)，隨著太空任務(wù)向更遠(yuǎn)距離、更高頻率的方向發(fā)展，機(jī)器人的自主決策能力將成為關(guān)鍵。

目前，團(tuán)隊(duì)正探索將更先進(jìn)的人工智能模型集成到系統(tǒng)中，例如借鑒大語言模型和自動(dòng)駕駛技術(shù)的核心架構(gòu)。這些改進(jìn)有望進(jìn)一步提升機(jī)器人在未知環(huán)境中的適應(yīng)能力，使其在無需地面指令的情況下完成復(fù)雜任務(wù)。這一研究方向不僅適用于太空探索，也可能為地球上的自主機(jī)器人技術(shù)提供新思路。