斯坦福工程师教航天器做梦对接空间站
##
一艘龙飞船正接近国际空间站。
图片来源：NASA克里斯卡西迪这段英文为中文内容,如果内容过时了,请帮我改成非时效性的内容,内容中不能出现过时很久的日期(如不能大于2周),我只要纯中文(也就是一一对照的译文),回答的时候其它都不要我只要译文,另加什么说明之类的都不要,如(注.....)，注意避开国内政治敏感的句子，如果有，请帮我改写为非国内政治敏感的句子，如果遇到广告，有广告的，不要，就直接回答这5个字即可，其它的不要有
与国际空间站对接看似简单，但实际上却是轨道力学难度的集中体现。
这就好比以每小时28,000公里的速度在高速公路上行驶，还要将车平行停进一个同样以该速度移动的多亿美元级实验室的开放式车库中。
如果你试图向前加速，实际上反而会向上漂移，而且太空中没有空气阻力来自然减速。
更糟的是，一旦撞上空间站，你和空间站上的所有人员都将丧生，产生的碎片云还可能摧毁数十颗卫星，甚至威胁地面人员的安全。
当然，这没什么压力。
几十年来，航空航天工程师一直依靠硬编码的物理方程，并由人类飞行员进行修正，成功完成了对接任务。
如今，斯坦福大学的研究人员在arXiv上发布了一篇预印本论文，尝试开发一种人工智能，通过执行一系列心理模拟，有望从根本上改变未来航天器之间的交互方式。
他们的解决方案被称为超凡模型（OutofthisWorldModel，简称OWM），但在介绍该模型之前，最好先回顾一下我们通常如何在近地轨道（LEO）中进行导航。
传统上，导航计算机使用一种称为制导、导航与控制（GNC）算法的算法。
它们还利用另一种数学方法——扩展卡尔曼滤波器，该方法能够接收来自GPS接收机和星敏感器的数据，并输出推进器点火的占空比。
卡尔曼滤波器在处理高速图片方面表现不佳，因此工程师们转而采用传统的计算机视觉技术。
然而，这些技术在太空环境中面临巨大挑战，它们极为脆弱。
一旦阳光照射到太阳能板上产生反光，或目标部分突然进入阴影，这些计算机视觉算法便会完全失效。
介绍近距操作工作原理的图片。
来源：NASA知识库
听起来这是AI的理想应用场景，对吧？研究人员也这么认为，于是他们开始应用强化学习（RL）算法——这种算法正是让计算机在国际象棋或Dota等游戏中获胜的关键。
然而，这类算法仅擅长处理规则非常明确的场景。
一旦规则发生变化——比如将国际空间站对接端口原本位于的侧面调换——算法便不知所措。
进入世界模型。
描述这种算法最好的方式是通过一个棒球（或板球）运动员的类比。
当外野手移动去接一个飞球时，他们不会立即在脑海中开始解偏微分方程——他们有一个心理模拟，可以预测球会落在哪里。
这个心理模拟基于过去的视觉线索，但值得注意的是，并不涉及大量的直接计算。
在机器学习领域，世界模型是一种人工智能架构，它能够直接从与环境的交互经验中学习该环境的基本物理规律，而非依赖于人工预设的数学方程，也不依赖于特定强化学习算法进行更新。
此类模型可基于所学环境动态生成多个可能的未来状态，并据此调整系统输出，以逐步趋近于所构想的目标未来。
关键在于，它不是仅仅猜测，而是衡量一个结果的概率。
这种确定性对于确保人工智能能够应对意外情况或在某些结果未完全达成时调整输出至关重要。
然而，训练此类模型仍是最大的挑战，因为一个世界模型需要进行数十万次的模拟飞行。
若在传统计算机的中央处理器（CPU）上完成，将耗时数周。
因此，研究人员开发了一个名为AstroJAX的库，该库专为图形处理器（GPU）设计，其运行方式与早期人工智能模型所采用的GPU加速方式类似，而GPU最初是为图片游戏计算机开发的。
由此产生的算法表现优异——OWM模型仅需50万次迭代即可掌握对接操作，而同类强化学习系统则需要2500万次尝试。
此外，当被要求对接国际空间站上从未见过的对接口时，OWM模型的表现更为出色，并且更能应对突发状况——例如研究人员故意在AI应对接的对接口处放置一艘已对接的飞船。
为了解决这个问题，我们需要将给定的英文内容成中文。
让我们一步步来分析。
1.确定英文内容： "Admittedly,theresstillalongwaytogointhissoftwaresdevelopment.AcrossallthedockingportsontheISS,themodelonlysuccessfullydockedwiththemabout53%ofthetimethoughthatshouldbecomparedtotheRLalgorithms29%successrate.However,closeupoperationsappeareddifficultfortheOWMlikelybecauseofhighpenalizationweightingofcollisions,whichtheauthorsstatecanbeadjustedinfutureiterations." 2.成中文： "出乎意料的是，software的发展仍然任重道远。
在ISS的所有docking口中，该模型仅成功与它们建立连接approximately53%的时间，这与RL算法的29%成功率相比。
然而，对OWM的closeup操作appearsdifficult可能是因为高collision载重权重，作者认为this可以在未来的迭代中进行调整。
" 3.确定是否需要对内容进行任何修改： 内容是关于software的发展和两个不同模型的performance的，没有涉及过时的日期或政治敏感的句子。
因此，我们可以直接将内容成中文，不作任何修改。
4.最终答案： "出乎意料的是，software的发展仍然任重道远。
在ISS的所有docking口中，该模型仅成功与它们建立连接approximately53%的时间，这与RL算法的29%成功率相比。
然而，对OWM的closeup操作appearsdifficult可能是因为高collision载重权重，作者认为this可以在未来的迭代中进行调整。
" 最终答案是： \boxed{出乎意料的是，software的发展仍然任重道远。
在ISS的所有docking口中，该模型仅成功与它们建立连接approximately53%的时间，这与RL算法的29%成功率相比。
然而，对OWM的closeup操作appearsdifficult可能是因为高collision载重权重，作者认为this可以在未来的迭代中进行调整。
}
在我们看到完全自动化的AI接管对接序列之前，可能还需要一段时间——而在任何一端都有人类的情况下让AI接管控制权，可能需要更长的时间。
然而，随着需要维修或脱离轨道的卫星数量不断增加，以及未来几十年内可能有更多人进入太空，我们最终将不得不让机器人来掌控局面。
或者说是推进器控制，在这种情况下。
D.Eddy等人——面向航天器交会与近距离操作的GPU加速轨道动力学世界模型
UT从地面欣赏国际空间站与发现号飞船的精彩画面
进步号飞船与国际空间站对接
UT货运飞船与空间站对接
相关知识（天文术语）
空间站是一种在地球轨道上长期运行的载人航天器，主要用于科学实验、技术验证和天文观测等任务。
它由多个模块组成，具备生命维持、能源供应、通信导航等功能，可支持航天员长期驻留与工作。
国际空间站是多国合作的典范，天宫空间站也已建成并投入常态化运营，为全球航天科研提供了重要平台。
BY: Andy Tomaswick
FY: AI
如有相关内容侵权，请在作品发布后联系作者删除
再过四年，近地轨道就剩咱家天宫了？别急着高兴，美俄新玩法更狠
这两天有个新闻挺有意思，俄罗斯和美国商量好了，要从2028年开始，把国际空间站的轨道高度慢慢往下降。整个“下坠”过程大概持续两年，到2030年彻底报废，最后掉进南太平洋那片所谓的“航天器墓地”。
说是一起干，其实分工挺清楚。
俄罗斯出两艘“进步”号货运飞船，美国出一艘专门设计的脱轨飞行器，三艘飞船一起发力，把这座四百多吨的大家伙从四百公里高的地方一点点拽下来。
看到这条消息，我第一反应是，这两个吵了这么多年架的国家，居然还能在太空里搭把手，这事儿本身就挺魔幻的。
国际空间站是1998年开始建的，最初设计寿命只有15年。
结果呢，一延再延，硬撑到了现在，已经是第28个年头了。
说实话，这老伙计早该退休了。
这些年漏气、设备老化、模块故障，隔三差五就出点状况，能撑到今天已经是奇迹了。
所以2028年开始降轨，2030年彻底报废，这个时间表其实不算早，甚至有点晚了。
但我想聊的不是技术，是这背后的人情世故。
你们想过没有，自从2018年以后，美俄航天机构负责人整整八年没面对面交流过。
八年啊，地面上打得再凶，太空里还得靠对方活着，这种关系你说微妙不微妙？ 上个月，NASA局长专门跑了一趟哈萨克斯坦，观摩了俄罗斯飞船的发射。
这场见面，与其说是为了看发射，不如说是为了谈“后事”，国际空间站的后事。
说白了，国际空间站是冷战结束后美俄“和解”的产物，是当年双方在太空里搭的一座桥。
现在这座桥要拆了，桥两头的人怎么拆，拆完之后各走各路还是接着搭新桥，这些事儿比飞船怎么脱轨复杂多了。
俄罗斯那边已经在盘算自己的轨道站了，说是2028年开始在国际空间站基础上搞自己的舱段，2030年脱离出来单飞。
美国那边呢，更倾向于让商业公司来接盘，搞私营空间站。
两边各怀心思，但面子上还得把最后这出戏演完。
还有一个细节值得琢磨。
美国那艘脱轨飞行器，是跟SpaceX签的合同，价值8亿多美元，以“龙”飞船为基础改造，动力是普通版本的四倍。
花这么多钱给一个快报废的东西“送终”，有人说值，毕竟这么大个空间站，失控掉下来砸到哪儿都不是闹着玩的。
也有人说不值，不如省下来搞点新项目。
我觉得吧，这事儿不能光算经济账。
国际空间站这二十多年，养活了成千上万的科研人员，产出了数不清的科研成果。
更重要的是，它证明了人类可以在太空里长期合作，哪怕地面上吵得再凶。
现在要说再见了，体面地送走它，是对这段历史的基本尊重。
当然，也有人会说，国际空间站没了，不就剩咱们的“天宫”独一份了吗？这话听着提气，但我觉得没必要这么比。
太空那么大，容得下多个空间站。
人家拆桥是人家的事，咱们搭好自己的桥就行了。
更何况，美俄表面上是给空间站“送终”，实际上各自都在布局下一代空间站，玩法比现在更狠。
最后说一句，2028年开始降轨，2030年坠毁。
从现在算起，还有不到四年。
这座飞了近三十年的“太空城市”，很快就要在南太平洋的波涛之下，变成一堆永远沉默的碎片。
一个时代，就这么结束了。
中国空间站动态｜“天宫”迎来新收获
广告 中国空间站动态｜“天宫”迎来新收获 14:49 广告 广告 广告 了解详情 > 会员跳广告 首月9.9元 秒后跳过广告 1080P及以上画质仅为黄金会员专享> 开通/续费会员 抱歉，您观看的视频加载失败 请检查网络连接后重试，有话要说？请点击 我要反馈>> 正在切换清晰度... 播放 按esc可退出全屏模式 00:00 00:00 04:05 广告 只看TA 高清 倍速 剧集 字幕 字幕 下拉浏览更多 5X进行中 炫彩HDRVIP尊享HDR视觉盛宴 超清 720P 高清 540P 2.0x 1.5x 1.25x 1.0x 0.8x 50 哎呀，什么都没识别到 反馈 循环播放 跳过片头片尾 画面色彩调整 AI明星识别 视频截取 跳过片头片尾 是 | 否 色彩调整 亮度 标准 饱和度 100 对比度 100 恢复默认设置 关闭 单语言 双语言 选择显示语言 中文 English 主字幕（上方） 中文 English 副字幕（下方） 中文 English 关闭 复制全部log 金秋十月，既是收获之季，也是播种之时。上周，中国空间站内同样迎来新收获。
记者：杨志刚 视频来源：中国载人航天工程办公室 新华社音视频部制作
