Các nhà nghiên cứu tại Đại học Stanford lần đầu tiên sử dụng trí tuệ nhân tạo (AI) để hỗ trợ điều khiển một robot bay tự do bên trong Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS), đánh dấu bước tiến quan trọng hướng tới các sứ mệnh không gian tự động hơn.
Nhóm nghiên cứu đã làm việc với Astrobee, robot dạng khối lập phương của NASA, và trình diễn cách hệ thống học máy có thể lập kế hoạch di chuyển trong các mô-đun chật hẹp của ISS nhanh hơn đáng kể so với các thuật toán hiện được sử dụng. Đây là vấn đề lớn đối với robot không gian, vốn phải vận hành trong môi trường vi trọng lực với năng lực tính toán hạn chế và chỉ nhận hỗ trợ tối thiểu từ phi hành gia.
Theo nghiên cứu sinh Somrita Banerjee, người dẫn dắt dự án, không gian làm việc dày đặc thiết bị và thí nghiệm trên ISS khiến các thuật toán thông thường dễ bị chậm lại khi chạy trên các máy tính cũ, chịu bức xạ, vốn được cấp chứng nhận cho nhiệm vụ không gian. Để khắc phục, nhóm Stanford áp dụng cách tiếp cận tối ưu hóa bằng cách chia nhỏ bài toán điều hướng và huấn luyện một mô hình AI bằng hàng nghìn lộ trình đã tính toán trước. Nhờ đó, hệ thống có thể bắt đầu mỗi kế hoạch với một “khởi động ấm”, thay vì xử lý lại toàn bộ dữ liệu từ đầu.
Các thử nghiệm trên ISS cho thấy những tuyến đường có hỗ trợ AI giúp rút ngắn thời gian tính toán 50–60% so với phương pháp hiện tại, đồng thời vẫn đáp ứng đầy đủ các yêu cầu kiểm tra an toàn.
“Đây là lần đầu tiên AI được dùng để hỗ trợ điều khiển robot trên ISS,” Banerjee cho biết. “Kết quả cho thấy robot có thể di chuyển nhanh và hiệu quả hơn mà vẫn đảm bảo an toàn — điều rất quan trọng cho các sứ mệnh tương lai, khi con người không phải lúc nào cũng có thể can thiệp.”
Trước khi đưa lên quỹ đạo, hệ thống được kiểm chứng tại Trung tâm Nghiên cứu Ames của NASA với một bàn thử mô phỏng vi trọng lực bằng đệm khí. Trên ISS, các phi hành gia chỉ thực hiện thiết lập ban đầu rồi để mặt đất điều khiển Astrobee theo mô hình “ít cần phi hành đoàn”.
Trong phiên thử nghiệm kéo dài bốn giờ, Trung tâm Vũ trụ Johnson đã yêu cầu Astrobee thực hiện 18 chuyến bay thử nghiệm, mỗi chuyến được chạy hai lần — có và không có khởi động ấm từ AI — cùng với các biện pháp bảo vệ như chướng ngại vật ảo và khả năng dừng khẩn cấp để đảm bảo an toàn.
Nhóm nghiên cứu cho rằng công nghệ điều hướng bằng AI có thể hỗ trợ robot đảm nhiệm các nhiệm vụ kiểm tra, di chuyển trang thiết bị hoặc thực hiện thí nghiệm trong những sứ mệnh lên Mặt trăng, Sao Hỏa và xa hơn nữa, giúp phi hành gia có thêm thời gian cho các công việc quan trọng hơn.
Banerjee nhấn mạnh: “Khi robot hoạt động xa Trái đất hơn và các sứ mệnh trở nên thường xuyên, chi phí thấp, việc điều khiển từ mặt đất sẽ không còn khả thi. Tính tự chủ với các đảm bảo an toàn tích hợp sẽ trở thành yêu cầu bắt buộc của robot không gian.”
Robot Astrobee hoạt động trong môi trường vi trọng lực. Ảnh: NASA
