11 月 11 日消息，德國(guó)維爾茨堡大學(xué)（JMU）11 月 7 日宣布，該校研究團(tuán)隊(duì)在軌完成了全球首次由 AI 自主控制的衛(wèi)星姿態(tài)調(diào)整實(shí)驗(yàn)，標(biāo)志著航天系統(tǒng)自主化的重要里程碑。

此次測(cè)試由該?！皩W(xué)習(xí)型姿態(tài)控制在軌驗(yàn)證項(xiàng)目”（LeLaR）團(tuán)隊(duì)執(zhí)行，實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為一顆名為 InnoCube 的 3U 級(jí)納米衛(wèi)星。

2025 年 10 月 30 日歐洲中部時(shí)間上午 11 時(shí) 40 分至 11 時(shí) 49 分之間，AI 控制器成功地利用反作用飛輪將衛(wèi)星從初始姿態(tài)調(diào)整至預(yù)設(shè)目標(biāo)姿態(tài)，整個(gè)過(guò)程完全由人工智能在軌自主完成。此后在多次測(cè)試中，AI 也均能穩(wěn)定地控制衛(wèi)星指向目標(biāo)方向。

項(xiàng)目與技術(shù)背景

LeLaR 項(xiàng)目全稱為“學(xué)習(xí)型姿態(tài)控制在軌演示”（In-Orbit Demonstrator for Learning Attitude Control），目標(biāo)是研發(fā)新一代自主衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)。姿態(tài)控制器用于穩(wěn)定衛(wèi)星姿態(tài)、防止其在軌翻滾，并確保其相機(jī)、傳感器或天線對(duì)準(zhǔn)指定目標(biāo)。

不同于傳統(tǒng)依賴固定算法的控制方式，JMU 團(tuán)隊(duì)采用了深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)（Deep Reinforcement Learning，簡(jiǎn)稱 DRL）方法，這是一種通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在模擬環(huán)境中自主學(xué)習(xí)最優(yōu)控制策略的 AI 技術(shù)。

相比傳統(tǒng)方法，DRL 在開(kāi)發(fā)效率和適應(yīng)性方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，可大幅減少 AI 調(diào)試時(shí)間，并能根據(jù)實(shí)際環(huán)境的變化自動(dòng)調(diào)整控制策略，從而避免冗長(zhǎng)的重新校準(zhǔn)過(guò)程。

實(shí)驗(yàn)突破與意義

研究人員先在地面高保真模擬環(huán)境中對(duì) AI 控制器進(jìn)行訓(xùn)練，隨后將其上傳至衛(wèi)星在軌驗(yàn)證。項(xiàng)目中的一大技術(shù)挑戰(zhàn)是解決“仿真到現(xiàn)實(shí)差距”—— 確保在模擬中訓(xùn)練的控制算法能夠在真實(shí)太空環(huán)境中有效運(yùn)行。

項(xiàng)目負(fù)責(zé)人基里爾?杰布科博士（Dr. Kirill Djebko）表示：“我們實(shí)現(xiàn)了全球首次基于深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)的衛(wèi)星姿態(tài)控制器在軌成功運(yùn)行的實(shí)證。”

團(tuán)隊(duì)成員湯姆?鮑曼（Tom Baumann）補(bǔ)充道：“這項(xiàng)成功標(biāo)志著未來(lái)衛(wèi)星控制系統(tǒng)邁出了關(guān)鍵一步，證明人工智能不僅能在模擬中表現(xiàn)良好，也能在實(shí)際太空環(huán)境中安全執(zhí)行自主機(jī)動(dòng)?！?/p>

推動(dòng)太空任務(wù)自主化

該項(xiàng)目的成功展示了人工智能在航天安全關(guān)鍵任務(wù)中的可靠性。研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，這將有助于提升航空航天領(lǐng)域?qū)?AI 方法的接受度，并為未來(lái)的自主太空任務(wù)奠定信任基礎(chǔ)。

團(tuán)隊(duì)成員弗蘭克?普佩教授（Professor Frank Puppe）指出：“這一成果將顯著提高 AI 技術(shù)在航空航天研究中的認(rèn)可度?！?/p>

AI 控制方法在深空探測(cè)任務(wù)中具有潛在應(yīng)用價(jià)值，尤其是在通信延遲或無(wú)法人工干預(yù)的環(huán)境中，自主學(xué)習(xí)型控制系統(tǒng)可能成為航天器生存和任務(wù)執(zhí)行的關(guān)鍵。

未來(lái)展望

LeLaR 項(xiàng)目研究員埃里克?迪爾格（Erik Dilger）表示，團(tuán)隊(duì)計(jì)劃將該技術(shù)拓展至更多在軌場(chǎng)景。此次實(shí)驗(yàn)所用的 InnoCube 衛(wèi)星由維爾茨堡大學(xué)與柏林工業(yè)大學(xué)（TU Berlin）聯(lián)合開(kāi)發(fā)，旨在為創(chuàng)新航天技術(shù)提供在軌測(cè)試平臺(tái)。IT之家注意到，該衛(wèi)星還配備了名為 SKITH（Skip The Harness）的無(wú)線衛(wèi)星總線系統(tǒng)，用無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸取代傳統(tǒng)布線，以減少質(zhì)量并降低潛在故障風(fēng)險(xiǎn)。

研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，這一成果為未來(lái)智能化、自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)的衛(wèi)星控制系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人塞爾吉奧?蒙特內(nèi)格羅教授（Professor Sergio Montenegro）總結(jié)道：“這是一大步，標(biāo)志著我們正在進(jìn)入衛(wèi)星控制系統(tǒng)的新階段 —— 智能、靈活且具備自學(xué)習(xí)能力。”