Инженеры из Университета Юлиуса-Максимилиана в Вюрцбурге (Германия) впервые продемонстрировали автономное управление космическим аппаратом с помощью искусственного интеллекта.
На борту наноспутника InnoCube ИИ выполнил полный маневр ориентации, используя только приобретенные навыки принятия решений и без вмешательства человека.
Кирилл Джебко, руководитель проекта, отмечает:
«Мы получили первое в мире практическое доказательство того, что система управления спутником, обученная с помощью глубокого обучения с подкреплением, может эффективно действовать в условиях космоса».
Во время испытаний искусственный интеллект несколько раз успешно поворачивал спутник в нужное направление, показывая, что он умеет справляться с неожиданными условиями в космосе.
Проект LeLaR нацелен на разработку контроллеров нового поколения, которые смогут стабилизировать спутники, нацеливать инструменты и корректировать траекторию без постоянной настройки человеком. Эта автономность критически важна для миссий на дальние планеты и астероиды, где задержка связи с Землей делает удаленное управление практически невозможным.
Система Wurzburg использует алгоритмы глубокого обучения с подкреплением (Deep Reinforcement Learning, DRL). В отличие от традиционных контроллеров, которые работают по фиксированным правилам, ИИ обучается на симуляторах, постепенно совершенствуя свои решения. Такой метод позволяет нейросети не только заранее освоить необходимые навыки, но и подстраиваться под неожиданные события, включая внешние возмущения или изменения массы и баланса спутника.
Перед запуском на орбиту модель DRL прошла обучение на высокоточных симуляторах, имитирующих орбитальные условия и физику движения аппарата. Одной из ключевых задач было преодоление разрыва Sim2Real — различий между поведением ИИ в виртуальной среде и в реальном космосе. Эта проблема часто препятствует внедрению автономных систем в инженерных проектах, но в случае InnoCube она была успешно решена.
Помимо ИИ, на борту тестировались инновации, включая систему SKITH. Она заменяет внутренние кабели спутника на беспроводные соединения, снижая вес и риск отказов. По словам Эрика Дилгера:
«Демонстрация открывает путь к новым подходам в проектировании спутников, где автономность и надежность имеют решающее значение».
Сама платформа InnoCube служит орбитальным испытательным полигоном для экспериментов с системами ориентации, стабилизации и управляемого маневрирования. Это дает исследователям возможность проверять алгоритмы ИИ на практике, прежде чем внедрять их в более крупные спутники или миссии к Луне и Марсу.
Успех проекта повышает доверие к искусственному интеллекту в критически важных космических операциях. Фрэнк Пуппе подчеркивает:
«Это событие показывает, что интеллектуальные системы способны самостоятельно управлять спутниками, выполнять точные манёвры и принимать решения без прямого контроля человека».
В будущем такие системы позволят аппаратам корректировать орбиту, оптимизировать использование энергии, предотвращать столкновения с космическим мусором и управлять инструментами научной аппаратуры в автономном режиме.
«Следующая цель — развить эти возможности до полной автономности, когда космический корабль сможет действовать самостоятельно на протяжении длительных миссий», — добавляет Сержио Монтенегро.