Космос 2.0: Расцвет автономных роботов и искусственного интеллекта

Стремление человечества лучше понять мир за пределами звезд привело к новаторским достижениям. Это увлечение космосом помогло нам достичь таких важных вех, как высадка на Луну экипажа «Аполлона-11», ознаменовавшая первые шаги человечества за пределы Земли. С этим важным шагом мы вступили в эру амбициозных и движимых любопытством космических исследований.

Однако путь к исследованию и пониманию небесных тел был непростым. На самом деле, он представлял серьезную опасность для человека из-за воздействия космических опасностей, включая высокий уровень радиации, резкие колебания температуры, вакуумные условия, механические неисправности и присущую неизвестным средам неопределенность. Существовала явная потребность в более безопасных и эффективных системах, что привело к разработке и внедрению робототехники и искусственного интеллекта.

Эти технологические достижения предоставили нам лучшие и более безопасные способы исследования огромной Вселенной. В результате роботы стали жизненно важной частью космических миссий. Эти машины быстро становятся основными исследователями в средах, которые просто слишком опасны для человека.

В отличие от нас, хрупких людей, эти роботизированные системы легко выдерживают экстремальные условия космоса. Что еще важнее, они могут работать непрерывно, не уставая и не скучая.

И вот почему НАСА активно использует роботов.Например, компания Astrobee использует свободно летающих роботов, получивших имена Бамбл, Хани и Куин, для помощи членам экипажа на Международной космической станции (МКС). Эти кубовидные роботы помогают астронавтам в выполнении рутинных задач, таких как отслеживание запасов, управление системами и видеосъемка, в то время как астронавты могут сосредоточиться на более важных задачах.

Но это еще не все. При интеграции с искусственным интеллектом эти машины также могут обрабатывать огромные объемы данных в режиме реального времени и принимать решения автономно, что делает их еще более мощными.

Постоянные инновации в этом секторе направлены на дальнейшее развитие этих возможностей. Недавно китайская робототехническая компания Engine AI поделилась своими амбициозными планами по отправке в космос первого в мире человекоподобного робота-космонавта.

PM01 — это человекоподобный робот, который будет отправлен в космос. Эта легкая, открытая интеллектуальная человекоподобная платформа сочетает в себе человекоподобные движения с передовым роботизированным интеллектом. Она имеет бионическую структуру, имитирующую движения человека, и высокоинтерактивный основной дисплей, а также сверхбыструю реакцию на движение, высокоточные датчики окружающей среды и возможности автономного принятия решений. Для управления сложными задачами восприятия, управления движением и рабочими нагрузками в реальном времени ее двухчиповая архитектура сочетает модуль NVIDIA Jetson Orin с процессором Intel N97, обеспечивая высокопроизводительные вычисления.

Таким образом, по мере того как роботы становятся более устойчивыми, адаптивными и автономными, они смогут брать на себя задачи высокого риска, такие как внешнее техническое обслуживание космических станций и долгосрочный мониторинг, подвергающий астронавтов значительной опасности.

Будущее освоения космоса явно движется в сторону большей автоматизации. Вместо того чтобы подвергать астронавтов опасности, миссии просто заменят их сетями интеллектуальных роботов, способных к совместной работе на огромных расстояниях.

Теперь давайте посмотрим, как эта трансформация происходит на практике благодаря двум ключевым разработкам: автономной робототехнике для исследования подземных лавовых туннелей. Луна и Марса также сгенерированные искусственным интеллектом маршруты для безопасного передвижения марсоходов по марсианской местности.

Картирование и навигация по внеземным лавовым трубам с помощью роботов.

Прошло почти два десятилетия с момента первого обнаружения ям на Луне и более полувека с момента обнаружения массивных лавовых трубок на Марсе. Эти гигантские пещеры достаточно велики, чтобы вместить целые города.

Эти лавовые трубки, образованные в результате вулканической активности, также встречаются на Земле, в том числе в Исландии, на Гавайях, Сицилии, в Австралии и на Галапагосских островах.

Хотя эти туннели на Марсе и Луне обладают потенциалом для создания будущих человеческих баз, поскольку они безопаснее, чем их поверхности, обеспечивая защиту от космических лучей, солнечной радиации и частых столкновений с метеоритами, доступ к ним затруднен. Внутреннее пространство этих лавовых туннелей чрезвычайно острое, а рельеф неровный, что требует детальных исследований. Но сбор дополнительной информации об этих подземных структурах представляет собой сложную задачу.

Световые люки, представляющие собой обрушившиеся участки трубчатых потолков, и длинные извилистые каналы, замеченные на орбитальных снимках, указывают на наличие больших подземных пустот; однако изображения не позволяют определить, какие именно трубы пригодны для размещения жилых помещений.

Для решения проблем, связанных со скалистым ландшафтом, ограниченным количеством точек входа и опасными условиями, исследователи из Лаборатории космической робототехники Университета Малаги (UMA) представили новую концепцию миссии, в которой три интеллектуальных робота будут автономно исследовать эти подземные среды.

В настоящее время роботы проходят испытания в вулканических пещерах острова Лансароте в Испании, и команда планирует использовать их в будущих миссиях на Луну.

Опубликованные в научный журнал Science Robotics¹Концепция основана на трех различных типах роботов: SherpaTT, LUVMI-X и марсоходе Coyote III, которые работают вместе в автономном режиме, исследуя суровые подземные пространства Марса и Луны.

Предложенная командой миссия состоит из четырех этапов. Она начинается с того, что роботы составляют карту входов в пещеру и создают подробную модель рельефа. Затем в пещеру развертывается оснащенный датчиками куб для сбора первоначальных данных. После этого через вход опускается разведывательный вездеход, чтобы начать заключительный этап, который включает в себя преодоление сложной местности, сбор данных и создание подробных 3D-карт внутреннего строения пещеры.

Полевые испытания в реальных условиях на вулканическом острове Лансароте, проведенные в начале 2023 года, продемонстрировали, что подход команды работает так, как и планировалось. Испытания проводились Немецким исследовательским центром искусственного интеллекта (DFKI) при участии испанского университета UMA и компании GMV.

Основное направление работы Лаборатории космической робототехники в UMA — разработка новых технологий и методов для повышения автономности космической робототехники, охватывающих как орбитальные, так и планетарные миссии. Лаборатория тесно сотрудничает с Европейским космическим агентством в разработке алгоритмов, помогающих марсоходам планировать маршруты и работать более независимо.

Испытание подтвердило техническую осуществимость четырехэтапного подхода к миссии, подчеркнув потенциал совместных роботизированных систем для будущих исследований планет.

Системы навигации на основе искусственного интеллекта для планетарных вездеходов

Еще одним важным событием стал запуск марсохода НАСА «Персеверанс», роботизированного научного аппарата размером с автомобиль, который занимается поиском признаков древней микробной жизни. сбор образцов для последующего возвращения на Землю, завершилась первая запланированная с использованием ИИ поездка на «Красной планете».

Таким образом, вместо того чтобы использовать маршруты, спланированные людьми-операторами, исследователь Марса вошел в историю, воспользовавшись маршрутами, организованными искусственным интеллектом.

Для создания маршрутов искусственный интеллект, обладающий функциями компьютерного зрения, сначала проанализировал изображения и данные о рельефе местности, используемые планировщиками марсоходов для выявления таких опасностей, как камни и песчаные неровности, а затем спланировал безопасный путь по поверхности Марса.

Но прежде чем фактически использовать сгенерированные ИИ маршруты, их сначала протестировали в виртуальной копии шестиколесного марсохода, где Perseverance успешно следовал по ним, автономно преодолев сотни футов.

Под руководством Лаборатории реактивного движения НАСА, которая контролирует ежедневную работу марсохода, Perseverance завершил первые поездки на другой планете, при этом путевые точки были спланированы с помощью генеративного искусственного интеллекта.

«Эта демонстрация показывает, насколько продвинулись наши возможности и расширяет наши перспективы в исследовании других миров», — сказал администратор НАСА Джаред Айзекман. «Автономные технологии, подобные этой, могут помочь миссиям работать более эффективно, реагировать на сложный рельеф местности и увеличивать научную отдачу по мере увеличения расстояния от Земли. Это яркий пример того, как команды осторожно и ответственно применяют новые технологии в реальных условиях».

В ходе знаменательной демонстрации в начале декабря прошлого года инженеры использовали модели обработки изображений и языка для анализа существующих данных из набора данных миссии JPL по исследованию поверхности Марса. Анализируя ту же информацию и изображения, которые используют специалисты по планированию, система определила точки маршрута для безопасного перемещения Perseverance по труднопроходимой марсианской местности.

Это достижение стало результатом скоординированных усилий Центра управления марсоходами (ROC) Лаборатории реактивного движения (JPL) и моделей искусственного интеллекта Claude AI компании Anthropic.

«Представьте себе интеллектуальные системы не только на Земле, но и в периферийных приложениях на наших луноходах, вертолетах, дронах и других наземных средствах, обученных на основе коллективного опыта инженеров, ученых и астронавтов НАСА», — сказал Мэтт Уоллес, руководитель отдела исследовательских систем Лаборатории реактивного движения (JPL). «Это революционная технология, которая необходима для создания инфраструктуры и систем, обеспечивающих постоянное присутствие человека на Луне и выводящих США на Марс и за его пределы».

Поскольку Марс 140 миллион миль Из-за задержек связи с Земли управление марсоходом в режиме реального времени становится невозможным.

Долгое время навигация марсоходов основывалась на работе людей, которые тщательно изучали данные о местности, а затем заранее планировали маршруты. Эти маршруты состояли из путевых точек, расположенных примерно через каждые 100 метров, чтобы снизить риск столкновения марсохода с препятствиями. После завершения планирования, планы передавались через телекоммуникационную инфраструктуру сети дальней космической связи НАСА (DSN), и марсоход затем выполнял инструкции.

Однако во время работы двигателя «Персеверанса» на 1,707-й и 1,709-й марсианские дни эта ответственность была возложена на генеративный искусственный интеллект. Система анализировала изображения орбиты высокого разрешения, полученные аппаратом. Камера HiRISE на надирной стороне космического аппарата MRO, а также данные о уклоне местности, полученные из цифровых моделей рельефа.

Полученная информация помогла ИИ идентифицировать поля валунов, коренные породы, песчаные ряби, обнажения горных пород и другие важные особенности поверхности. Затем ИИ разработал непрерывный маршрут движения со всеми необходимыми точками. По словам Ванди Вермы, специалиста по космической робототехнике из JPL и члена инженерной группы Perseverance:

«Фундаментальные элементы генеративного ИИ демонстрируют большие перспективы в оптимизации основных принципов автономной навигации для движения вне планет: восприятие (распознавание камней и ряби), локализация (знание своего местоположения), а также планирование и управление (принятие решения и выполнение наиболее безопасного маршрута)».

Эти инструкции были пропущены через цифровой двойник JPL (виртуальную копию марсохода), который проверил более 500 000 телеметрических переменных, чтобы убедиться, что план будет безопасно работать с полетным программным обеспечением Perseverance.

Используя этот сгенерированный искусственным интеллектом план, космический аппарат НАСА «Персеверанс» пролетел 210 метров 8 декабря и 246 метров 10 декабря.

«Мы приближаемся к тому дню, когда генеративный искусственный интеллект и другие интеллектуальные инструменты помогут нашим вездеходам преодолевать километры, минимизируя при этом нагрузку на оператора, и выявлять интересные особенности поверхности для нашей научной группы, анализируя огромные объемы изображений, полученных с помощью вездеходов».

– Верма

Робототехника и искусственный интеллект в исследовании космоса

Инвестиции в автономное освоение космоса

В мире автономного освоения космоса, Интуитивные машины, Inc. (LUNR ) Эта компания выделяется как одна из немногих публичных компаний, занимающихся разработкой автономных систем, работающих на другом небесном теле.

Помимо разработки беспилотных космических аппаратов, работающих с минимальным участием человека, компания Intuitive Machines тесно сотрудничает с НАСА, особенно в рамках программы «Артемида». Фактически, это первая частная компания, совершившая мягкую посадку космического аппарата «Одиссей» на Луну.

Компания, занимающаяся космическими технологиями, инфраструктурой и услугами, предоставляет космическую продукцию и услуги, позволяющие осуществлять устойчивые роботизированные и пилотируемые исследования Луны, Марса и других планет.

Услуги, предлагаемые компанией Intuitive Machines, включают передачу данных, доставку данных и предоставление инфраструктуры как услуги.

Через свои четыре бизнес-подразделения — «Орбитальные услуги», «Услуги доступа к Луне», «Услуги обработки лунных данных» и «Космические продукты и инфраструктура» — компания стремится обеспечить доступ к Луне для прогресса человечества.

Компания Intuitive Machines — относительно молодая компания, основанная в 2013 году, но она уже достигла значительных успехов. завершил четыре лунные миссии НАСА..

Это стало возможным благодаря генеральному директору и президенту Стиву Альтемусу, который работал в НАСА в подразделении пилотируемых космических полетов. После ухода из НАСА он стал соучредителем компании Intuitive Machines, которая была включена в список 100 самых влиятельных компаний 2024 года по версии журнала TIME. В интервью TIME Альтемус рассказал, что «около 75-80% нашего бизнеса приходится на правительство США».

Рыночная капитализация LUNR составляет 3.6 миллиарда долларов, акции компании в настоящее время торгуются по цене 17.50 долларов, что на 9% выше с начала года и на 123.64% выше за последний год. Показатель EPS (TTM) составляет -2.11, а коэффициент P/E (TTM) — -8.40.

Хотя результаты за четвертый квартал 2025 года будут объявлены позже в этом месяце, результаты за третий квартал 2025 года показывают чистый убыток в размере 10 миллионов долларов. Скорректированная EBITDA составила отрицательные 13.2 миллиона долларов, что указывает на сохраняющиеся финансовые трудности, хотя это и улучшение на 12.2 миллиона долларов по сравнению с предыдущим кварталом.

На конец третьего квартала 2025 года портфель заказов компании составлял 235.9 млн долларов, а остаток денежных средств — 622 млн долларов.

Примечательно, что компания приобрела Lanteris Space Systems за 800 миллионов долларов, включая 450 миллионов долларов наличными и 350 миллионов долларов в обыкновенных акциях класса А компании LUNR. За последние 65 лет Lanteris доставила на орбиту более 300 космических аппаратов и поддерживает 99.99% готовности к эксплуатации.

Ожидается, что в результате приобретения выручка Intuitive Machines превысит 850 миллионов долларов, а портфель заказов достигнет 920 миллионов долларов. Также предполагается, что этот шаг расширит возможности компании в области связи, навигации и услуг по передаче космических данных для гражданского, коммерческого и оборонного рынков.

Благодаря этому приобретению, «Intuitive Machines получает возможность стать лидером космической отрасли следующего поколения», — заявил генеральный директор Альтемус во время телефонной конференции по итогам 3 квартала 2025 года в ноябре 25 года.

Он отметил, что эта сделка представляет собой шаг вперед в эволюции компании от проверенной компании в сфере космической инфраструктуры к вертикально интегрированному ведущему поставщику космических услуг, обслуживающему клиентов в сфере национальной безопасности, гражданских и коммерческих целей на суше, на околоземной орбите и за ее пределами.

«Это приобретение знаменует собой поворотный момент в эволюции Intuitive Machines, — сказал Альтемус. — Ранее мы доказали свою способность работать на Луне. С приобретением Lanteris мы получаем проверенное в полевых условиях производство в больших масштабах. Вместе эти преимущества превращают Intuitive Machines в многопрофильного поставщика комплексных решений, способного создавать космические аппараты, подключать надежные сети связи и навигации, а также управлять системами на низкой околоземной орбите, средней околоземной орбите, геостационарной орбите и в окололунном пространстве».

Сделка по приобретению была завершена в начале этого года, что укрепило возможности компании по обслуживанию не только инициатив НАСА «Артемида» и лунного вездехода, но и будущих телекоммуникационных миссий на Марс, а также многоуровневых архитектур Golden Dome и Space Development Agency.

Помимо завершения сделки по приобретению Lanteris, компания также объявила о стратегических инвестициях в акционерный капитал в размере 175 миллионов долларов для поддержки роста выручки и развития сетей связи и обработки данных. Кроме того, компания планирует инвестировать в создание автономной солнечной энергосистемы.

Кроме того, компания привлекает стратегических партнеров для приведения космических центров обработки данных в соответствие с растущим спросом со стороны предприятий. Одновременно она ожидает получения следующего контракта на коммерческое предоставление услуг по доставке полезной нагрузки на Луну и контракта НАСА на предоставление услуг по доставке транспортных средств на лунную поверхность.

В этом месяце дочерняя компания Lanteris Space Systems, находящаяся в полной собственности L3Harris Technologies, была выбрана ею для проектирования и создания 18 передовых космических аппаратов, которые помогут Агентству космического развития (SDA) в выполнении миссии по отслеживанию в реальном времени современных ракетных угроз, включая гиперзвуковые и баллистические системы.

Последние новости и события, касающиеся акций компании Intuitive Machines, Inc. (LUNR).

Заключение

Исследование космоса переживает глубокую трансформацию. Когда-то оно почти полностью зависело от человеческого интеллекта, выносливости и риска, а теперь преобразуется благодаря автономным технологиям, способным исследовать космос дальше, глубже и безопаснее, чем когда-либо прежде.

От роботизированных систем, исследующих скрытые лавовые трубки, до управляемых искусственным интеллектом марсоходов, перемещающихся по далёким планетам, эти достижения расширяют как масштабы, так и эффективность исследований.

По мере развития инноваций в этой отрасли будет меняться и роль человека. Вместо непосредственных исследователей мы станем проектировщиками, руководителями и пользователями интеллектуальных систем, работающих по всей Солнечной системе. Что еще важнее, переход от исследователей-людей к робототехнике и искусственному интеллекту минимизирует риски, ускоряет открытия и позволяет обеспечить устойчивое присутствие на Луне, Марсе и за их пределами.

Референсы

^{1. Домингес Р., Перес-Дель-Пульгар К., Пас-Дельгадо Г.Дж., Полисано Ф., Бабель Дж., Джерма Т., Драгомир И., Чьярлетти В., Берте А.-К., Дантер Л.С. и Киршнер Ф. (2025). Совместное роботизированное исследование поверхности небесного свода и лавовой пещеры планеты. Робототехника, 10(105), eadj9699. https://doi.org/10.1126/scirobotics.adj9699}