«Модель мира» Стэнфорда улучшила автономное сближение с МКС в симуляции

Исследователи Стэнфордского университета представили Out-of-this-World-Model (OWM), которая прогнозирует движение аппарата по кинематическим данным, изображениям камеры и управляющим командам. В симуляции OWM лучше справлялась с наведением на незнакомые стыковочные узлы, но по строгим условиям финального контакта пока уступила алгоритму обучения с подкреплением.

Исследователи Стэнфордского университета описали в научной работе Out-of-this-World-Model (OWM) — трансформерную «модель мира» для автономного сближения космических аппаратов. Она объединяет кинематические измерения и изображения бортовой камеры, а затем прогнозирует распределение будущих состояний при разных командах тяги и вращения.

Для обучения команда создала среду моделирования стыковки с Международной космической станцией на основе JAX. Она параллельно рассчитывает орбитальную динамику на GPU; обучающий набор OWM включал 500 тыс. переходов между состояниями. Репозиторий проекта и среда симуляции опубликованы на GitHub.

В испытаниях по восьми стыковочным узлам OWM достигла показателя 53% против 29% у алгоритма обучения с подкреплением. Эти значения относятся к достижению нужной позиции с допуском один метр без столкновения. На трех узлах, которые не использовались при обучении, результат составил 40% против 17%.

До полноценной автономной стыковки системе пока далеко. При одновременном учете позиции, скорости, ориентации и угловой скорости OWM на узлах из обучающей выборки показала 13% успешных попыток при метровом допуске против 36% у базового алгоритма. При строгом допуске 0,1 метра показатели снизились до 3% и 11% соответственно. Все эксперименты проводились только в симуляции.