辛辛那提大学工程学毕业生Himadri Pandey在加州大学的实验室里拿着一个立方体模型卫星，作为一个名为加州大学立方体猫的学生俱乐部的一部分。加州大学的工程师正在开发防撞系统，有朝一日将帮助自主机器人在轨道上服务、组装或制造卫星。信用:丽莎·布里顿/加州大学创意怎么称呼一颗坏掉的卫星？今天，这是一块价值数百万美元的危险太空垃圾。
但是辛辛那提大学的学生开发的一种新的防撞系统使工程师们更接近于开发能够修复轨道上损坏的卫星或航天器的机器人。
加州大学工程与应用科学学院的博士生崔大云和阿尼鲁德·查布拉在今年1月于加州圣地亚哥举行的科技论坛和博览会上介绍了他们的项目。由美国航空航天研究所主办，这是世界上最大的航空航天工程会议。
“我们必须提供一种可靠的防撞算法，实时运行，让自主系统安全执行任务。因此，我们提出了一种新的使用可解释的人工智能的防撞系统。
在过去的两年里，他一直在加州大学从事类似的项目，在同行评审的期刊上发表了三篇基于崔先生新颖算法的文章。
加州大学的研究人员在模拟中测试了他们的系统，首先是在二维空间中部署机器人。他们选择的数字战场？一个虚拟超市，多个自动机器人必须安全地在过道中导航，以帮助购物者和员工。
该研究的合著者、加州大学助理教授东洪·金(Donghoon Kim)说:“这种场景呈现了自动驾驶汽车在路上看到的许多相同的障碍和惊喜。
“我们可以在那里看到意想不到的人类行为，并了解我们实际上可以多好地预测他们的后续动作，”金说。"同样，我们可以测试如何在不引起碰撞的情况下自主操作这些机器人平台."
学生们与加州大学设计、建筑、艺术和规划学院的教师一起建立了一个设计和测试的原型，并计划在实验室条件下进行测试。
但是，对于无人机或飞行汽车来说，防撞系统在三维空间中也同样有效。加州大学的学生在科技大会上展示了他们的三维项目。
美国宇航局发射韦伯太空望远镜。辛辛那提大学的工程师正在开发新的导航系统，以帮助机器人安全地在轨道上维修或服务卫星。信用:比尔·英格尔斯/美国国家航空航天局他们计划将其应用于无摩擦的太空真空中可能更棘手的零重力环境。如果一个auton omous机器人不小心撞上了它打算修复的卫星，这种碰撞会让机器人、卫星或两者失去控制，疯狂旋转。
“如果你提供少量的输入，机器人将永远前进，”金说。“环境确实不同，因此控制至关重要。同时，我们希望部署多个航天器来支持卫星维修任务。”
工程师们设想部署多个自主机器人来完成维修、维护或组装等协调任务。
“避免碰撞是执行协调任务的基础，但没那么简单，”金说。
加州大学航空航天工程和工程力学系是众多致力于这一问题的学术、政府和行业领导者之一，这一问题被称为在轨服务、组装和制造。这些创新有望延长卫星的寿命，对望远镜进行重要维修，或者提高行星际探索的可行性。
根据行业分析公司BryceTech的数据，卫星约占全球3710亿美元太空经济的三分之一。
“这项工作是目前的热门话题之一，”金说。"第一步是在指定空间部署多个代理时避免冲突."
加州大学的系统依赖于一种叫做可解释人工智能的人工智能。它使用模糊逻辑，一个依赖于真实程度而不是二元对错的系统。该系统允许工程师通过观察规则了解输入和输出之间的关系。
“人工智能已经在许多不同的地方得到了应用，但在航空航天工程中的应用并不多。那是因为航空航天工程非常保守，”金说。
但是金说，随着像他和他的学生正在开发的防撞系统这样的技术变得更加成熟，这种情况可能会改变。
“新兴的人工智能是基于物理的，而不是仅仅依靠数据，”金说。“如果我们知道物理行为，我们就可以利用它以及数据，这样我们就可以获得更有意义的信息和可靠的AI模型。”
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