宇宙
月面の進歩 – 自律探査のためのロボティクスとAI
AI駆動ロボティクスによる自律的宇宙探査
将来的に、宇宙探査はアルテミス計画が描く月での永住型宇宙飛行士や、イーロン・マスクが提案する火星での永住者のように、現地に常駐する宇宙飛行士を活用する可能性があります。しかし、人間が存在しても、宇宙での多くの作業はロボットが担うでしょう。ロボットは人間の宇宙飛行士に比べて交換が容易で、毒性のある空気や真空、放射線、過酷な温度などに対してはるかに耐性があるからです。
理想的には、ほとんどのローバーやロボットが単純なタスクを自律的に処理でき、地球上または現地にいる人間は特定の問題を解決したり、日々のミッションを決定したりする際にだけ関与する形になるでしょう。
AIが急速に進化する中で、物理的AIという概念が、AIリーダーであるNVIDIAによって現在推進されています。このSF的なビジョンはすでに現実化しつつあるかもしれません。
科学者たちは、地球上の研究プロジェクトと火星で稼働中のローバーの両方で、この方向への最初の一歩を踏み出しています。過去数日間にこのテーマに関する2つのニュースが報じられました。
最初のニュースは、NASAが火星ローバー「パーシビアランス」にAI支援を導入したことです。
二つ目は、スペイン・マラガ大学、ドイツ人工知能研究センター（DFKI）、フランス・ソルボンヌ大学、そして民間企業GMV Aerospace and Defence S.A、Magellium、Space Applications Servicesが、月や火星に類似した構造を持つ地球の溶岩チューブでロボットを展開しているというものです1。
パーシビアランス・ローバーのAI支援自律航行
NASA初のAI計画ローバーが火星で走行
NASAの火星ローバー「パーシビアランス」は、人工知能が計画した初の走行を完了し、科学的マイルストーンを打ち立てました。この動きは2025年12月8日と10日に実施されました。
このデモンストレーションでは、生成的AIを用いてパーシビアランスのウェイポイントを作成しました。これは通常、ミッションの人間ローバー計画者が手動で行う複雑な意思決定タスクです。
出典: NASA
これは火星探査にとって画期的な変化となり得ます。地球と火星の距離（約1億4000万マイル／2億2500万キロメートル）が大きいため、光の遅延により信号が遅れ、指示が地球から火星へ到達するまでに3〜22分（軌道位置により変動）かかり、フィードバックも同じ時間が必要です。
NASAの科学者は非常に慎重に、数十億ドル規模のプロジェクトが砂埃に埋まったり岩に損傷したりしないようにしています。そのため、あらゆる動きは時間がかかるものとなります。
「ローバーのルートは人間のドライバーが計画・実行しています。彼らは地形と状態データを分析し、通常は330フィート（100メートル）以下の間隔でウェイポイントを配置して潜在的な危険を回避します。
その後、NASAのディープ・スペース・ネットワークを通じてローバーに計画を送信し、ローバーがそれを実行します。」
それに対し、パーシビアランスは1,707日目と1,709日目の火星表面で新たなことを試み、AIを用いて自ら進むべき方向を決定させました。
仕組み
生成的AIを使用して、NASAの火星リコンナッサンス・オービタ―に搭載されたHiRISE（高解像度画像科学実験）カメラから取得した高解像度軌道画像と、デジタル標高モデルから得られる地形傾斜データを解析しました。
過去の探査データと組み合わせることで、AIは岩盤、露出部、危険な岩礫帯、砂の波紋などの地形特徴を識別できました。
「生成的AIの基本要素は、惑星外での走行に必要な自律航行の柱、すなわち認識（岩や波紋を見ること）、位置特定（自分がどこにいるかを知ること）、計画と制御（最も安全な経路を決定し実行すること）を効率化する上で大きな可能性を示しています。」
使用されたAIモデルはAnthropicが提供するClaudeで、最近はSaaS・ソフトウェア業界全体を揺るがす可能性があると報じられました。
このAIガイドによる走行により、パーシビアランスはジェゼロ・クレーターの縁を2時間30分の自律走行で撮影できました。
AIはまた、宇宙探査機が生成するデータの処理やロボットオペレーターの作業負荷軽減にも有用です。
実際に宇宙飛行士がロボットの近くにいる場合、AIはさらに有用になるでしょう。その時点でAIはより高度な能力を備えている可能性があります。
「我々は、生成的AIやその他のスマートツールが表面ローバーにキロメートル規模の走行を自律的に行わせ、オペレーターの作業負荷を最小化し、膨大なローバー画像を解析して科学チームに興味深い表面特徴をフラッグする日が来ると考えています。」
さらに、人間の存在と物流支援があれば、NASAのオペレーターはよりリスクを取れるようになります。ローバーが砂埃に埋まった場合でも、手動で救出できるため、数十億ドル規模の損失や長期間の研究停止を防げます。
「このデモンストレーションは、我々の能力がどれほど進化したかを示すと同時に、他の世界を探査する方法を広げます。
このような自律技術は、ミッションがより効率的に運用でき、過酷な地形に対応し、地球からの距離が増すにつれて科学的リターンを高めることができます。」
Jared Isaacman – NASA管理者
地球の溶岩チューブでAIをテスト
なぜ溶岩チューブか
火星でのAI導入は画期的な第一歩ですが、NASAの研究者はパーシビアランスのような貴重な資産をAI実験にリスクさせることに慎重です。たとえば、AIがどれほど効率的でも、何か問題が起きた際に人間の遠隔操作で修正できる範囲を超えてロボットを展開することは決してありません。
そのため、宇宙で見られる地形に類似した環境を、近くにある地球資源で再現して実験することが重要です。
月や火星で最も重要と考えられる地形は溶岩チューブで、自然に形成された洞窟は最初の宇宙飛行士が宇宙放射線から身を守るシェルターとなり得ます。また、重力が低いため、月や火星の溶岩チューブは地球よりも大きくなる傾向があります。
溶岩チューブは自然に崩落した箇所ができ、地面に穴が開くことで直接探査が可能になることがあります。
しかし、オフワールドの溶岩チューブは未だに探査されたことがなく、主に岩が電波信号を遮断するため直接制御が困難です。
ロボットのテスト
欧州の研究チームは、3台の異なるロボットを協調させて、極限的な地下環境を自律的に探査しました。
出典: ResearchGate
彼らはカナリア諸島のランサローテにある火山洞窟／溶岩チューブでテストを実施しました。
システムは4つのフェーズで機能します：
- ロボットが協調して溶岩トンネル入口周辺のマッピングを行う（フェーズ1）。
- センサー搭載キューブを洞窟内に投下し、初期測定を行い、ロボットに予測情報を提供する（フェーズ2）。
- 偵察ローバーが入口からロープ降下し、内部へ到達する（フェーズ3）。
- 最後に、ロボットチームがトンネル内部を深く探査し、詳細な3Dマップを作成する（フェーズ4）。
地球類似テストから月・火星ミッションへ
近年、UMAの宇宙ロボティクス研究室は欧州宇宙機関（ESA）と密接に協力し、惑星探査車（ローバー）がルートを計画し、より自律的に動作できるアルゴリズムを開発しています。
パーシビアランスのAI駆動移動テストと組み合わせることで、この実験は新たな宇宙ミッションの基盤となり得ます。目標は、月や火星の溶岩チューブを探査し、将来の初期植民地化に向けた居住可能ハビタットとしての可能性を評価することです。
これはまた、地球外生命体探索にも重要な示唆を与える可能性があります。
宇宙ロボティクスへの投資
Intuitive Machines
星間物体への探査機送信には、大型探査機を構築し、無事に目的地に到達させる高度な専門知識が必要です。これまでは主にNASA、ESA、関連大学といった公的機関が担ってきました。
しかし、民間企業が小惑星や近地球天体の採掘ミッションを自律的または有人で送る時代が近づいており、状況は変わりつつあります。
この種のプロジェクトは、近い将来の月への有人ミッション復帰と並行して、次のステップになる可能性が高いです。
2013年にテキサス州ヒューストンで設立されたIntuitive Machinesは、現在は「月志向」の企業であり、ティッカーシンボルLUNRでも知られ、すでに4つのNASA月ミッションに選定され、従業員は400人以上です。
同社は商業企業としては初めて月面に着陸し、科学データを送信した企業です。また、宇宙でのLOx/LCH4（液体酸素・液体メタン）エンジンの初打ち上げも実施しました。
同社は月面探査と居住のためのインフラ基盤構築に向けた多数のプロジェクトに取り組んでいます。
最初のプロジェクトは「データ伝送サービス」で、技術はテスト中であり、最終的には月軌道上にデータ伝送コンステレーションを構築することを目指しています。
第二の取り組みは「Infrastructure as a Service（IaaS）」です。これには自律運用可能なLTV、通信サービス、GPS位置特定サービスが含まれます。
最後のセグメントは月面への物資輸送です。これまでに同社はNova-Cランダー（高さ4.3メートル、14フィート）を用いて130kgのペイロードを月に届ける実績があります。
次のステップはNova-Dランダーで、1,500〜2,500kgの物資を月に輸送できるようになります。このペイロード容量とサイズは、月面テレインビークル（LTV）や、月基地に電力を供給する40kWの核分裂表面電源原子炉の輸送に必要とされます。
同社はNASAとの多数の重要契約を獲得しており、たとえば最大価値48億2000万ドルのNear Space Network契約があります。
LTV契約の最終決定は2025年末にNASAが3社の候補から下す予定で、価値は最大46億ドルと見込まれています。
NASA以外でも、同社は顧客基盤の多様化を図っており、2025年4月にテキサス宇宙委員会から最大1,000万ドルの助成金を受けました。これは、微小重力下でのバイオ製造を可能にする地球再突入機と軌道製造ラボの開発を支援するものです。
この再突入機は、将来の月サンプルリターンミッションのバックアップオプションとしても機能し、リスクを低減します。
別のプロジェクトとして、米空軍研究所JETSON契約向けの低出力核ステルス衛星の開発があります。
同社は2025年第1四半期にプラスのフリーキャッシュフローを達成し、月面通信契約と相まって、投資家にとってはキャッシュバーン型スタートアップから、成長する宇宙経済向けの確立されたサービスプロバイダーへと安全性が高まっています。
さらに、同社はSpaceX（xAIとの合併後に間もなくIPO予定）やRocket Lab（RKLB -6.47%）と同等の信頼できるNASAパートナーになる可能性があります。
(Intuitive Machinesに関する投資レポートで詳しく読むことができます。)
- 自律宇宙ロボティクスはミッションリスク、遅延コスト、オペレーター負担を低減します。
- ナビゲーション、通信、表面インフラを構築する企業は耐久的な戦略的優位性を獲得します。
- NASAのパートナーシップは、スケーラブルでサービスベースの月面インフラ提供者をますます支持しています。
参考文献：
1. Raúl Domínguez et al., Cooperative robotic exploration of a planetary skylight surface and lava cave. Science Robotics (2025). DOI:10.1126/scirobotics.adj9699 in Japanese.
