Космос 2.0: Зростання автономних роботів та штучного інтелекту

Потреба людей краще розуміти світ за межами зірок призвела до новаторських досягнень. Це захоплення космосом допомогло нам досягти таких віх, як висадка Аполлона-11 на Місяць, що ознаменувало перші кроки людства за межі Землі. З цим великим кроком ми вступили в еру амбітних та допитливих досліджень космосу.

Однак шлях до дослідження та розуміння небесних світил був нелегким. Фактично, він створював серйозні ризики для людей через вплив космічних небезпек, включаючи високий рівень радіації, екстремальні коливання температури, вакуумні умови, механічні збої та невизначеність, властиву невідомим середовищам. Існувала явна потреба в безпечніших та ефективніших системах, що призвело до розробки та впровадження робототехніки та штучного інтелекту.

Ці технологічні досягнення надали нам кращі та безпечніші способи дослідження неосяжного Всесвіту. Як наслідок, роботи стали життєво важливою частиною космічних місій. Ці машини насправді швидко стають основними дослідниками в середовищах, які просто надто небезпечні для людей.

На відміну від нас, тендітних людей, ці роботизовані системи можуть легко витримувати екстремальні космічні умови. Що ще важливіше, вони можуть працювати безперервно, не відчуваючи втоми чи нудьги.

І ось чому NASA широко використовує роботівНаприклад, для допомоги членам екіпажу на Міжнародній космічній станції (МКС) використовуються вільнолітаючі роботи Astrobee під назвою Bumble, Honey та Queen. Ці роботи кубоподібної форми допомагають астронавтам виконувати рутинні завдання, такі як відстеження припасів, управління операційними системами та документування відео, поки астронавти зосереджуються на більш важливих завданнях.

Але це ще не все. Завдяки інтеграції зі штучним інтелектом ці машини також можуть обробляти величезні обсяги даних у режимі реального часу та приймати рішення автономно, що робить їх ще потужнішими.

Поточні інновації в цьому секторі спрямовані на ще більший розвиток цих можливостей. Нещодавно китайська робототехнічна компанія Engine AI поділилася своїми амбітними планами відправити в космос першого у світі людиноподібного робота-космонавта.

PM01 — це гуманоїдний робот, якого буде відправлено в космос. Ця легка, інтелектуальна гуманоїдна платформа з відкритим кодом поєднує рухи, подібні до людських, з передовим роботизованим інтелектом. Вона має біонічну структуру, що імітує рухи людини, та високоінтерактивний основний дисплей, а також надшвидку реакцію на рухи, високоточні датчики навколишнього середовища та можливості автономного прийняття рішень. Для управління складним сприйняттям, керуванням рухами та робочими навантаженнями в режимі реального часу її двочіпова архітектура поєднує модуль NVIDIA Jetson Orin з процесором Intel N97 для забезпечення високопродуктивних обчислень.

Отже, оскільки роботи стають більш стійкими, адаптивними та автономними, вони зможуть виконувати завдання з високим рівнем ризику, такі як зовнішнє обслуговування космічних станцій та довгострокові завдання моніторингу, які наражають астронавтів на значну небезпеку.

Майбутнє дослідження космосу явно спрямоване на більшу автоматизацію. Замість того, щоб наражати астронавтів на небезпеку, місії просто замінять їх мережами інтелектуальних роботів, які зможуть працювати спільно на величезних відстанях.

Тепер давайте розглянемо, як ця трансформація відбувається на практиці за допомогою двох ключових розробок: автономної робототехніки для дослідження підземних лавових трубок на Місяць і Марста згенеровані штучним інтелектом шляхи для марсоходів, щоб вони могли безпечно пересуватися марсіанською територією.

Картографування та навігація позаземними лавовими трубками за допомогою роботів

Минуло майже два десятиліття з моменту першого відкриття ям на Місяці та понад півстоліття з моменту виявлення масивних лавових трубок на Марсі. Ці гігантські печери достатньо великі, щоб у них могли розміститися міста.

Утворені вулканічною активністю, ці лавові трубки також знаходяться на Землі, включаючи Ісландію, Гаваї, Сицилію, Австралію та Галапагоські острови.

Хоча ці труби на Марсі та Місяці демонструють потенціал як майбутні людські бази, оскільки вони безпечніші за свої поверхні, пропонуючи захист від космічних променів, сонячної радіації та частих ударів метеоритів, вони нелегкодоступні. Внутрішня частина цих лавових тунелів надзвичайно гостра, а рельєф нерівний, що вимагає детальних досліджень. Але зібрати більше інформації про ці підземні споруди є складним завданням.

Світлові вікна, що являють собою обвалені секції трубчастих стель, та довгі звивисті канали, помічені на орбітальних знімках, свідчать про великі підземні порожнечі; однак зображення не можуть показати, які труби підходять для існування.

Щоб вирішити проблеми кам'янистих ландшафтів, обмежених точок входу та небезпечних умов, дослідники з Лабораторії космічної робототехніки Університету Малаги (UMA) представили нову концепцію місії, яка використовує тріо розумних роботів для автономного дослідження цих підземних середовищ.

Роботів зараз випробовують у вулканічних печерах Лансароте, Іспанія, і команда має намір використовувати їх для майбутніх місій на Місяць.

Опубліковано в науковий журнал «Наукова робототехніка»¹, концепція базується на трьох різних типах роботів, а саме: SherpaTT, LUVMI-X та марсоході Coyote III, які працюють разом автономно для дослідження суворих підземних просторів Марса та Місяця.

Запропонована командою місія складається з чотирьох етапів. Вона починається з картографування входів до печер роботами та створення детальної моделі рельєфу. Потім у печеру розгортається сенсорний куб корисного навантаження для збору початкових вимірювань. Далі через вхід опускається розвідувальний ровер, щоб розпочати завершальний етап, який включає подолання важкодоступної місцевості, збір даних та створення детальних 3D-карт внутрішньої частини.

Реальні польові випробування на вулканічному острові Лансароте, проведені на початку 2023 року, продемонстрували, що підхід команди працює за планом. Випробування очолив Німецький дослідницький центр штучного інтелекту (DFKI) за участю іспанського університету UMA та компанії GMV.

Лабораторія космічної робототехніки в Університеті Мартіна зосереджена на розробці нових технологій та методів для підвищення автономності космічної робототехніки, що охоплює як орбітальні, так і планетарні місії. Лабораторія тісно співпрацює з Європейським космічним агентством над розробкою алгоритмів, які допомагають марсоходам планувати маршрути та працювати більш незалежно.

Випробування підтвердило технічну доцільність чотирифазного підходу до місії, що підкреслює потенціал спільних роботизованих систем для майбутнього дослідження планет.

Навігаційні системи на основі штучного інтелекту для планетарних роверів

Ще однією важливою розробкою є марсохід NASA Perseverance, робот-вчений розміром з автомобіль, який шукає ознаки стародавнього мікробного життя. збір зразків для майбутнього повернення до Землі, завершив перший запланований штучним інтелектом політ на «Червоній планеті».

Тож замість використання маршрутів, спланованих людьми-операторами, дослідник Марса увійшов в історію, використовуючи ті, що організовані штучним інтелектом.

Щоб створити маршрути, штучний інтелект із функцією зору спочатку проаналізував зображення та дані про місцевість, що використовуються планувальниками марсоходів для виявлення небезпек, таких як каміння та піщані брижі, а потім спланував безпечний шлях поверхнею Марса.

Але перш ніж фактично використовувати шляхи, згенеровані штучним інтелектом, ці маршрути спочатку були протестовані у віртуальній копії шестиколісного марсохода, де Perseverance успішно пройшов за ними, автономно подолавши сотні футів.

Під керівництвом Лабораторії реактивного руху NASA, яка контролює щоденну роботу марсохода, Perseverance завершив перші польоти на іншій планеті, а точки маршруту спланував генеративний штучний інтелект.

«Ця демонстрація показує, наскільки просунулися наші можливості, і розширює можливості дослідження інших світів», — сказав адміністратор NASA Джаред Айзекман. «Автономні технології, подібні до цієї, можуть допомогти місіям працювати ефективніше, реагувати на складну місцевість і збільшувати наукову віддачу зі збільшенням відстані від Землі. Це яскравий приклад того, як команди ретельно та відповідально застосовують нові технології в реальних операціях».

Для важливої ​​демонстрації на початку грудня минулого року інженери використовували моделі візуальної мови для аналізу існуючих даних з набору даних наземних місій JPL. Аналізуючи ту саму інформацію та зображення, які використовують люди-планувальники, система визначила місця розташування точок маршруту для безпечного пересування Perseverance складною марсіанською місцевістю.

Це досягнення стало результатом скоординованих зусиль Центру операцій марсоходів (ROC) JPL та моделей штучного інтелекту Claude від Anthropic.

«Уявіть собі інтелектуальні системи не лише на Землі, але й у периферійних застосуваннях у наших марсоходах, гелікоптерах, безпілотниках та інших наземних елементах, навчених завдяки колективному досвіду наших інженерів, вчених та астронавтів NASA», — сказав Метт Воллес, менеджер відділу дослідницьких систем JPL. «Це революційна технологія, яка нам потрібна для створення інфраструктури та систем, необхідних для постійної присутності людини на Місяці та польоту США на Марс і далі».

З Марсом 140 мільйонів миль із Землі затримки зв'язку унеможливлюють керування марсоходом у режимі реального часу.

Протягом тривалого часу навігація марсоходів спиралася на людей, які ретельно вивчали дані про місцевість, а потім заздалегідь планували маршрути. Ці шляхи складаються з точок, розташованих приблизно кожні 100 метрів, щоб зменшити ризик зіткнення марсохода з небезпеками. Після завершення плани надсилаються через телекомунікаційну інфраструктуру мережі глибокого космосу (DSN) NASA, і потім марсохід виконує інструкції.

Але під час польотів «Наполегливості» на 1,707-й та 1,709-й марсіанські дні цей обов'язок було делеговано генеративному штучному інтелекту. Система аналізувала орбітальні зображення високої роздільної здатності, отримані апаратом... Камера HiRISE на надирній стороні космічного апарату MRO, разом із даними про рельєф та схили місцевості з цифрових моделей рельєфу.

Ця інформація допомогла штучному інтелекту визначити валунові поля, корінні породи, піщані брижі, виходи скель та інші важливі особливості поверхні. Потім штучний інтелект розробив безперервний маршрут руху з усіма необхідними точками. За словами Ванді Верми, спеціаліста з космічної робототехніки в JPL та члена інженерної команди Perseverance:

«Фундаментальні елементи генеративного штучного інтелекту демонструють великий потенціал для вдосконалення основних принципів автономної навігації для позапланетного водіння: сприйняття (бачення каміння та брижів), локалізація (знання того, де ми знаходимося), а також планування та контроль (визначення та виконання найбезпечнішого шляху)».

Ці інструкції виконувалися через цифрового двійника JPL (віртуальну копію марсохода), який перевірив понад 500 000 телеметричних змінних, щоб забезпечити безпечну роботу плану з програмним забезпеченням для польотів Perseverance.

Використовуючи цей план, створений штучним інтелектом, апарат NASA «Perseverance» подолав 210 метрів 8 грудня та 246 метрів 10 грудня.

«Ми рухаємося до того дня, коли генеративний штучний інтелект та інші розумні інструменти допоможуть нашим наземним роверам обробляти кілометрові поїздки, мінімізуючи навантаження на оператора, а також виявлятимуть цікаві поверхневі особливості для нашої наукової команди, переглядаючи величезні обсяги зображень марсохода».

– Верма

Робототехніка та штучний інтелект у дослідженні космосу

Інвестування в автономне дослідження космосу

У світі автономного дослідження космосу, Intuitive Machines, Inc. (LUNR -8.89%) виділяється як одна з небагатьох публічних компаній, які фактично будують автономні системи, що працюють на іншому небесному тілі.

Окрім розробки безпілотних космічних транспортних засобів, що працюють з мінімальним втручанням людини, Intuitive Machines має тісні зв'язки з NASA, особливо з програмою Artemis. Фактично, це перша приватна компанія, яка здійснила м'яку посадку космічного корабля під назвою Odysseus на Місяць.

Компанія, що займається космічними технологіями, інфраструктурою та послугами, надає космічні продукти та послуги, що забезпечують стабільне роботизоване та людське дослідження Місяця, Марса та інших космічних просторів.

Послуги, що пропонуються Intuitive Machines, включають передачу даних, доставку та інфраструктуру як послугу.

Через свої чотири бізнес-підрозділи: Орбітальні послуги, Послуги місячного доступу, Послуги місячних даних та Космічні продукти та інфраструктура, компанія прагне забезпечити доступ до Місяця для розвитку людства.

Intuitive Machines — відносно молода компанія, заснована у 2013 році, але вона вже... завершив чотири місячні місії NASA.

Це стало можливим завдяки генеральному директору та президенту Стіву Альтемусу, який працював у NASA у відділі пілотованих космічних польотів. Саме після звільнення з NASA він став співзасновником Intuitive Machines, яка була названа однією зі 100 найвпливовіших компаній 2024 року за версією TIME. В інтерв'ю TIME Альтемус розповів, що «близько 75-80% нашого бізнесу пов'язано з урядом США».

З ринковою капіталізацією в 3.6 мільярда доларів, акції LUNR зараз торгуються за ціною 17.50 доларів, що на 9% більше з початку року та на 123.64% за минулий рік. Прибуток на акцію (TTM) становить -2.11, а коефіцієнт P/E (TTM) – -8.40.

Хоча результати за четвертий квартал 2025 року будуть оголошені пізніше цього місяця, результати компанії за третій квартал 2025 року показують чистий збиток у розмірі 10 мільйонів доларів. Скоригований показник EBITDA становив негативний – 13.2 мільйона доларів, що свідчить про поточні фінансові проблеми, хоча й на 12.2 мільйона доларів покращився порівняно з попереднім кварталом.

Станом на кінець третього кварталу 2025 року портфель невиконаних зобов'язань компанії становив 235.9 млн доларів США, а залишок грошових коштів – 622 млн доларів США.

Примітно, що компанія придбала Lanteris Space Systems за 800 мільйонів доларів, включаючи 450 мільйонів доларів готівкою та 350 мільйонів доларів звичайними акціями LUNR класу A. За останні 65 років Lanteris поставила понад 300 космічних апаратів і підтримує 99.99% орбітальної доступності.

Очікується, що це придбання збільшить дохід Intuitive Machines до понад 850 мільйонів доларів, а портфель замовлень – до 920 мільйонів доларів. Очікується також, що цей крок розширить можливості компанії в галузі комунікаційних, навігаційних та космічних мереж передачі даних для цивільного, комерційного та оборонного ринків.

«Завдяки цьому придбанню, Intuitive Machines має всі можливості стати космічним лідером наступного покоління», – заявив генеральний директор Altemus на конференції з питань прибутку за 3-й квартал 2025 року в листопаді 25 року.

Він зазначив, що ця угода являє собою шлях вперед в еволюції компанії від перевіреної компанії космічної інфраструктури до вертикально інтегрованого основного постачальника космічних послуг, що обслуговує клієнтів у сфері національної безпеки, цивільного та комерційного сектору на землі, навколоземній орбіті та за її межами.

«Це придбання знаменує собою визначальний момент в еволюції Intuitive Machines», — сказав Altemus. «Раніше ми довели нашу здатність працювати на Місяці. З Lanteris ми додаємо перевірене в польотах виробництво у великих масштабах. Разом ці сильні сторони перетворюють Intuitive Machines на багатодоменного постачальника комплексних рішень, який може будувати космічні кораблі, підключати стійкі комунікаційні та навігаційні мережі, а також керувати системами в низькоорбітальному, середньоорбітальному, геоорбітальному та близькомісячному просторах».

Придбання було завершено на початку цього року, що зміцнило здатність компанії обслуговувати не лише ініціативи NASA «Артеміда» та «Місячний всюдихід», але й майбутні телекомунікаційні місії на Марс, а також багаторівневі архітектури «Золотого купола» та Агентства з розвитку космосу.

Окрім завершення угоди про придбання Lanteris, компанія також оголосила про стратегічні інвестиції в акціонерний капітал у розмірі 175 мільйонів доларів США для підтримки розширення доходів та розвитку комунікаційних мереж і мереж обробки даних. Вона також планує інвестувати у створення незалежної від Інтернету сонячної системи.

Крім того, компанія залучає стратегічних партнерів для узгодження космічних центрів обробки даних з зростаючим попитом підприємств. Водночас вона очікує отримання наступної нагороди за комерційні послуги з перевезення корисного навантаження на Місяць та послуг NASA за послуги з перевезення місячних позашляховиків.

Цього місяця компанія L3Harris Technologies обрав її дочірню компанію Lanteris Space Systems для проектування та будівництва 18 передових платформ космічних апаратів, які допоможуть Агентству з розвитку космосу (SDA) у виконанні місії щодо відстеження передових ракетних загроз, включаючи гіперзвукові та балістичні системи, у режимі реального часу.

Останні новини та події щодо акцій Intuitive Machines, Inc. (LUNR)

Висновок

Дослідження космосу переживає глибоку трансформацію. Колись майже повністю залежало від людського інтелекту, витривалості та ризику, а тепер його змінюють автономні технології, здатні досліджувати далі, глибше та безпечніше, ніж будь-коли раніше.

Від роботизованих систем, що досліджують приховані лавові трубки, до марсоходів зі штучним інтелектом, що орієнтуються на далеких планетах, ці досягнення розширюють як масштаби, так і ефективність досліджень.

Зі зростанням інновацій у цьому секторі роль людини також змінюватиметься. Замість того, щоб бути безпосередніми дослідниками, ми будемо розробниками, керівниками та бенефіціарами інтелектуальних систем, що працюють по всій Сонячній системі. Що ще важливіше, перехід від людей-дослідників до робототехніки та штучного інтелекту мінімізує ризики, водночас прискорюючи відкриття та забезпечуючи стабільну присутність на Місяці, Марсі та за його межами.

Посилання

^{1. Домінгес, Р., Перес-Дель-Пульгар, К., Пас-Дельгадо, Дж.Дж., Полісано, Ф., Бабель, Дж., Джерма, Т., Драгомір, І., Чіарлетті, В., Берте, А.-К., Дантер, Л.С., і Кіршнер, Ф. (2025). Спільне роботизоване дослідження планетарної поверхні світлового вікна та лавової печери. Наука робототехніка, 10(105), eadj9699. https://doi.org/10.1126/scirobotics.adj9699}