اختبر المهندسون روبوتًا مستقلاً على محطة الفضاء الدولية لأول مرة: فيديو

الباحثون من ستانفورد أظهر مستوى جديدًا من الروبوتات المستقلة على متن محطة الفضاء الدولية (ISS). باستخدام نظام الطيران الحر الخاص بـ Astrobee، قدم الفريق التحكم القائم على التعلم الآلي لأول مرة، مما سمح للروبوت بتخطيط تحركاته بشكل مستقل عبر المساحات الداخلية المعقدة للمحطة. جاء ذلك في دراسة قدمت في المؤتمر الدولي للروبوتات الفضائية إسبارو 2025 سنة ونشرت بمشاركة وكالة ناسا.

Astrobee هو روبوت صغير الحجم على شكل مكعب مزود بمحرك مروحة يمكنه التحرك بحرية على طول الممرات المعيارية لمحطة الفضاء الدولية. مساحة المحطة مليئة بأجهزة الكمبيوتر والمعدات والكابلات، مما يجعل التنقل صعبًا للغاية.

يقول ماركو بافوني، مدير مختبر الأنظمة المستقلة في جامعة ستانفورد: “إن أساليب التخطيط التقليدية المستخدمة على الأرض غير فعالة هنا. وموارد الكمبيوتر المحدودة على متن الطائرة ومتطلبات السلامة الصارمة تجعل المهمة صعبة بشكل خاص”.

كيف يعمل الذكاء الاصطناعي

قام الفريق بتطوير نظام يجمع بين الطريقة الكلاسيكية لتحسين الحركة – البرمجة المحدبة المتسلسلة – ونموذج التعلم الآلي. تقوم الخوارزمية بتقسيم المهمة إلى خطوات متسلسلة، مما يوفر طريقًا آمنًا. ومع ذلك، فإن حساب كل خطوة من البداية قد يستغرق الكثير من الوقت. ولتسريع العملية، استخدم الباحثون “بداية دافئة”: يستخدم نموذج الذكاء الاصطناعي الخبرة من المسارات السابقة لاقتراح مسار أولي، والذي يتم تحسينه بعد ذلك بواسطة خوارزمية التحسين.

توضح الباحثة الرئيسية سومريتا بانيرجي: “الأمر يشبه القيادة على طريق مألوف: تبدأ بمسار سبق أن سلكته ثم تعدله ليناسب الظروف الحالية. وهذا النهج يجعل الروبوت يتحرك بشكل أسرع بنسبة 50 إلى 60%، خاصة في المواقف المعقدة حيث تكون المساحة ضيقة أو يلزم إجراء المنعطفات”.

اختبارات في المدار

قبل مغادرة محطة الفضاء الدولية، تم اختبار النظام في مختبر أميس التابع لناسا على منصة تحاكي الجاذبية الصغرى. كان الروبوت يحوم فوق سطح الطاولة على وسادة هوائية، مما جعل من الممكن محاكاة ظروف المحطة. عندما بدأ الاختبار الفعلي، اقتصرت مهمة رواد الفضاء على الإعداد والتنظيف، مع التحكم في المسار من قبل المشغلين الأرضيين من خلال مركز جونسون للفضاء.

اختبر الفريق 18 مسارًا مختلفًا، كل منها جري مرتين: بداية باردة باستخدام الطريقة القياسية وبداية دافئة باستخدام الذكاء الاصطناعي. تم تنفيذ جميع المسارات بأمان، دون اصطدامات ومع تعديلات كاملة من خلال العوائق الافتراضية.

يؤكد بانيرجي: “لقد أظهرنا لأول مرة أن الذكاء الاصطناعي يمكنه التحكم في الروبوت في محطة الفضاء الدولية بشكل أسرع وأكثر كفاءة، دون التضحية بالسلامة”.

مستقبل الروبوتات المستقلة في الفضاء

وبعد الاختبار الناجح، حقق النظام مستوى الاستعداد التكنولوجي 5، والذي يلبي معايير ناسا ويؤكد إمكانية استخدام التكنولوجيا في مهمات حقيقية. ويشير بانيرجي إلى أنه مع زيادة عدد البعثات المأهولة إلى القمر والمريخ، سيصبح الاستقلال الآلي أمرًا بالغ الأهمية.

وتقول: “لن نكون قادرين دائمًا على التحكم في الروبوتات عن بعد، لذا ستكون الخوارزميات المدمجة للسلامة والاستقلالية ضرورية”.

ويضيف بافوني أن المختبر سيواصل تحسين نماذج الذكاء الاصطناعي باستخدام نفس التقنيات المستخدمة في أنظمة القيادة الذاتية الحديثة ونماذج اللغة. سيسمح هذا للروبوتات بالتعامل مع المهام الأكثر تعقيدًا ويسمح لرواد الفضاء بالتركيز على الأبحاث ذات الأولوية.