Wykorzystując zwykle stosowane w satelitach koła reakcyjne, SI przeprowadziła nanosatelitę o nazwie InnoCube z jego początkowego położenia do określonej, docelowej orientacji. W późniejszych testach również skutecznie i bezpiecznie sterowała satelitą, ustawiając go w pożądanej pozycji.

Tego typu manewry stabilizują satelity na orbicie i zapobiegają ich obracaniu się w sposób niekontrolowany. Służą także do kierowania satelity w pożądanym kierunku – na przykład w celu ustawienia kamer, czujników lub anten na określony cel.

Kluczową zaletą podejścia opartego na SI jest jego szybkość i elastyczność w porównaniu z klasycznymi metodami sterowania.

Jak wyjaśniają eksperci, tradycyjne układy kontroli orientacji często wymagają długotrwałego, ręcznego dostrajania parametrów przez inżynierów, niekiedy zajmującego miesiące, a nawet lata. Tymczasem SI automatyzuje ten proces.

Co więcej, stwarza możliwość tworzenia układów sterowania, które samoczynnie dostosowują się do różnic między warunkami oczekiwanymi a rzeczywistymi, eliminując potrzebę czasochłonnej ręcznej rekalibracji.

Oparty na sztucznej sterownik inteligencji został wytrenowany na Ziemi w zaawansowanej symulacji, a następnie przesłany do modelu satelity na orbicie.

Jednym z największych wyzwań było pokonanie tzw. luki Sim2Real – czyli zapewnienie, aby sterownik wytrenowany w symulacji działał równie skutecznie na rzeczywistym satelicie, już w przestrzeni kosmicznej.

„To prawdziwie przełomowy sukces. Udało nam się uzyskać pierwsze na świecie praktyczne potwierdzenie, że sterownik orientacji satelity wytrenowany z wykorzystaniem uczenia ze wzmocnieniem (Deep Reinforcement Learning) może skutecznie działać na orbicie” – podkreśla współautor eksperymentu Kirill Djebko.

„Test ten stanowi ważny krok naprzód w rozwoju przyszłych systemów sterowania satelitami. Pokazuje, że sztuczna inteligencja potrafi nie tylko działać w symulacji, ale również wykonywać precyzyjne, autonomiczne manewry w rzeczywistych warunkach” – dodaje jeden z naukowców, Tom Baumann.

Badacze wyjaśniają, że takie systemy mogą być także wyjątkowo przydatne w dalekich misjach, gdzie możliwości interwencji człowieka są bardzo ograniczone.

„Kolejnym celem jest wykorzystanie osiągniętej przewagi” – mówi Djebko.

„To ważny krok w stronę pełnej autonomii w przestrzeni kosmicznej. Znajdujemy się u początku nowej klasy systemów sterowania satelitami: inteligentnych, adaptacyjnych i samodzielnie się uczących” – dodaje jego kolega, Sergio Montenegro.

W satelicie opracowanym wspólnie z ekspertami z Politechniki Berlińskiej testowane są także inne wynalazki. Jednym z nich jest bezprzewodowy system komunikacji zastępujący liczne przewody. Pozwala on zmniejszyć wagę oraz ryzyko awarii.

Marek Matacz (PAP)

mat/ agt/