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Démarrages à chaud de l'apprentissage profond pour l'optimisation de la trajectoire de la Station spatiale internationale

Created by
  • Haebom

Auteur

Somrita Banerjee, Abhishek Cauligi, Marco Pavone

Contour

Cet article présente la première démonstration en vol utilisant le démarrage à chaud basé sur l'apprentissage automatique pour accélérer l'optimisation de trajectoire du robot Astrobee en vol libre à bord de la Station spatiale internationale (ISS). Nous présentons une méthode de contrôle optimal pilotée par les données qui entraîne un réseau neuronal apprenant la structure d'un problème de génération de trajectoire résolu par programmation convexe séquentielle (PCS). Le réseau neuronal entraîné prédit une solution au problème de génération de trajectoire et impose des contraintes de sécurité au système à l'aide d'un solveur PCS. Nous démontrons une réduction de 60 % du nombre d'itérations du solveur lorsque la dynamique rotationnelle est incluse, et de 50 % lorsque des obstacles tirés de la distribution d'apprentissage du modèle de démarrage à chaud sont présents. Cela représente une étape importante dans l'utilisation du contrôle basé sur l'apprentissage dans les applications spatiales et sert de tremplin aux futures avancées de l'apprentissage automatique pour le guidage, la navigation et le contrôle autonomes.

Takeaways, Limitations

Takeaways:
Démonstration de la faisabilité pratique de l’optimisation de trajectoire basée sur l’apprentissage automatique dans les applications de vol spatial.
Amélioration de l'efficacité du contrôle en temps réel en réduisant considérablement le nombre d'itérations du solveur SCP et en raccourcissant le temps de calcul.
Présente une avancée significative dans l’application du contrôle basé sur l’apprentissage aux applications de vol spatial.
Jeter les bases de la recherche future en matière de guidage, de navigation et de contrôle autonomes.
Limitations:
Dégradation potentielle des modèles de démarrage à chaud pour les obstacles en dehors de la distribution d'entraînement.
La mesure dans laquelle les performances sont améliorées dans des situations complexes impliquant à la fois une dynamique de rotation et des obstacles nécessite des recherches supplémentaires.
Une vérification généralisée des performances est nécessaire pour diverses situations dans des environnements spatiaux réels.
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