随着各国政府和私营企业加速推进商业空间站、轨道制造以及月球基础设施建设计划,一个问题变得愈发重要:谁来完成太空中的工作?

布鲁克林初创公司Icarus Robotics认为,这些工作大部分将由智能机器人工人来完成。

该公司成立于2024年,正在开发其所描述的"太空机器人劳动力",将具身人工智能与人在回路控制相结合,在轨道上实现常规任务自动化,并逐步提升自主程度。

Icarus的目标并非取代宇航员,而是将他们从货物装卸、设备检查和实验准备等重复但必要的工作中解放出来,让机组人员有更多时间从事科学研究和探索。

该公司表示,同样的技术最终还能为商业空间站、轨道制造设施以及未来的月球和火星任务提供支持。

引领公司技术战略的是联合创始人兼首席技术官Jamie Palmer,他此前从事机器人和人工智能技术工作,曾入选福布斯30岁以下30人榜单。Palmer正在监督Icarus具身AI平台的开发工作,公司计划在国际空间站上进行测试。

在接受《机器人与自动化新闻》专访时,Palmer探讨了货物物流何以成为轨道机器人自动化最直接的机遇、美国微重力测试设施匮乏带来的挑战,以及为何仅靠仿真无法替代太空中的真实测试。

他还阐释了Icarus将遥操作与自主学习相结合的方法,概述了机器人工人在新兴商业太空经济中将扮演的角色,并就国际空间站向商业轨道平台过渡分享了自己的看法。

展望未来,Palmer还探讨了当今太空机器人与月球及更远处完全自主运作之间仍需跨越的技术障碍。

《机器人与自动化新闻》:Icarus Robotics将自身定位为利用具身AI打造"太空机器人劳动力"。您认为轨道上哪些具体任务最迫切需要实现自动化?原因是什么?

Jamie Palmer:货物物流是最直接、影响最大的目标。国际空间站每45到60天接收约3.5吨货物,宇航员团队需要数天时间完成卸货、分类和重新打包工作。

这是让高技能人才去做不需要其专业技能的工作。除物流外,接口板操作、科学实验的搭建与拆除以及日常检查任务都是很好的候选项。

这些工作重复性强、定义明确、耗时较长,正是机器人应该承担的工作,这样宇航员才能专注于真正需要人类判断力的科研任务。

但更宏观的图景是未来将要发生的事情。随着轨道数据中心、商业空间站和太空制造相继上线,运营需求将是巨大的。

有人必须建造、维护和运营所有这些基础设施——检查设备、维修系统、组装结构。我们今天为国际空间站打造的机器人劳动力,正是未来太空经济大规模需求的基础。

《机器人与自动化新闻》:您强调了美国抛物线飞行测试资源的短缺问题。对于开发微重力环境硬件的初创公司而言,这一瓶颈在实际操作层面有多严重?

JP:这是一个业界低估了的真实制约因素。Zero-G是美国唯一的抛物线飞行运营商,其业务暂停后,开发微重力硬件的初创公司在国内几乎没有其他选择。

对我们来说,这在本该快速推进的阶段增加了时间和成本——很多东西可以仿真,但微重力无法仿真。

这里的物理规律在机器人领域至关重要。各团队不得不飞往欧洲只是为了验证基本的硬件行为,这对早期初创公司来说是相当大的额外负担。

《机器人与自动化新闻》:许多机器人公司可以在地球上利用仿真、数字孪生和AI训练环境快速迭代。为什么真实微重力测试对太空机器人来说仍然不可或缺?

JP:仿真能带你走很长一段路,但微重力会以很难精确建模的方式打破各种假设——流体动力学、接触力学,以及在没有重力锚定的情况下对物体施力时物体的行为方式。

对于太空机器人来说,机器人与环境之间的交互方式会发生根本性变化。你需要来自真实条件的真实数据来训练和验证系统。

任何制造与太空物体发生物理交互的硬件的公司都需要这些——机器人、卫星服务、太空制造。你的硬件越接近真实运营,仿真就越无法替代真实环境。

《机器人与自动化新闻》:公司成立仅约一年就获得了国际空间站部署合作伙伴关系。从概念到计划的在轨测试,你们最大的技术或运营障碍是什么?

JP:有两件事格外突出。首先,要足够快地与老牌航天企业建立可信度,以便获得一席之地——该行业的默认预设是事情需要数年时间,而我们必须不断证明我们能在初创公司的时间线上推进,同时在安全性和工程严谨性上不打折扣。

其次,在无法获得真实微重力环境的情况下,为AI生成有意义的训练数据。我们在布鲁克林海军船坞的实验室建造了一个气浮测试设施,可以模拟二维微重力——这不是完美的替代方案,但让我们能够在推进国际空间站部署的同时,在具身AI开发上取得实质进展。

《机器人与自动化新闻》:你们的机器人从人在回路控制起步,并通过示范学习。您如何看待未来十年太空运营中遥操作与完全自主之间的平衡演变?

JP:我们在这方面非常审慎。我们从完全遥操作开始——不是因为自主性不是目标,而是因为遥操作让我们能够从专家人类操作员在真实环境中收集真实、高质量的训练数据。

在此基础上,我们朝着共享自主性发展,机器人处理任务的常规部分,在遇到边缘情况时交由人类处理。完全自主最后才会到来,随着AI证明其能够可靠地泛化,一步步赢得这种信任。

在未来十年,我们预计常规、定义明确的任务将基本实现自主化,人类负责监督而非控制。对于新颖情况、安全关键决策以及任何需要AI尚未具备的判断力的场景,人类仍将留在回路中。

《机器人与自动化新闻》:航天机构和私营公司越来越多地谈论轨道制造、商业空间站和月球基础设施。您预计机器人工人在推动可扩展太空经济中将发挥怎样的作用?

JP:没有机器人工人,商业太空经济将无法扩展——就是这么简单。进入轨道已不再是难题,在轨道上运营才是。

你无法仅凭不到80名在役宇航员来建立轨道制造业、运营商业空间站或维护月球基础设施。

这个数字增长速度不够快。机器人不是要取代这支劳动力——而是要将其倍增。一名操作员控制四台机器人,这不是削减成本的手段,而是一种关于太空中什么是可能的全新思维方式。

《机器人与自动化新闻》:国际空间站预计将于2030年前后退役,美国航空航天局正推动构建更具商业化的近地轨道生态系统。您认为行业是否为这一过渡做好了准备?

JP:国际空间站是不可替代的——没有任何东西能与之媲美,在相当长一段时间内都不会有。即将接替它的商业空间站令人振奋,但它们尚未就位,这一空白是真实存在的。

对于试图为下一个时代开发和验证硬件的公司而言,在国际空间站上进行测试的窗口期正在以大多数人意识不到的速度缩短。

行业如何应对这一过渡,以及商业平台上是否能及时建立正确的测试和验证路径,将在很大程度上决定未来十年太空领域的真实面貌。

《机器人与自动化新闻》:美国历来在航空航天创新的诸多领域处于领先地位,但据报道,初创公司正在前往欧洲寻求微重力测试机会。这说明美国当前在近地轨道商业化方面处于怎样的地位?需要做出哪些改变?

JP:这是一个警示信号。美国拥有全球最宏大的商业太空议程,但硬件开发的配套基础设施没有跟上步伐。

抛物线飞行接入和测试设施领域,欧洲已悄然建立起真正的实力。如果美国初创公司需要常规性地飞往欧洲进行抛物线飞行测试,这不只是一种不便,而是一个竞争力问题。

美国政府在商业太空上押下重注,但只有当初创公司能够高效开发和验证技术时,这一赌注才能得到回报。弥合测试基础设施的差距是其中的重要一环。

《机器人与自动化新闻》:从更长远来看,您的愿景包括支持月球、火星和深空任务。在太空机器人领域,哪些技术挑战是实现真正自主的外星球运营最难攻克的?

JP:三个关键问题横亘在机器人与月球之间。首先是硬件——月球环境极为恶劣,虽然应对所需的硬件存在,但成本高昂、交货周期长,所需的可靠性要求也抑制了更复杂系统的发展。

其次是延迟——与月球的通信延迟使实时遥操作不切实际,这意味着机器人需要基本实现自主运行。

最后,这种自主性目前还不完全存在。我们在地球上看到的机器人学习进展无法直接迁移到太空,因为这些模型缺乏月球物理环境下的训练数据。拼图的最后一块是来自月球表面本身的分布内数据。

这正是我们在国际空间站的工作成为月球劳动力基础的原因所在。机器人在国际空间站面临的条件与它们在月球上将遇到的情况相差无几——因此在微重力环境中训练的机器人自然是打造月球劳动力的出发点。

在此基础上,逐步叠加月球物理仿真数据,最终是来自月球表面的真实环境数据。这是一段漫长的路,但我们认为在未来3到5年内是可以实现的。

Q&A

Q1:Icarus Robotics的机器人在国际空间站上主要负责哪些工作?

A:Icarus Robotics的机器人在国际空间站上主要承担货物物流、接口板操作、科学实验搭建与拆除以及日常设备检查等任务。其中货物物流是最优先的目标,因为国际空间站每45至60天接收约3.5吨货物,目前需要宇航员花费数天完成,而这类工作并不需要宇航员的专业技能,非常适合由机器人来执行,从而让宇航员专注于真正需要人类判断力的科研工作。

Q2:为什么仅靠仿真软件无法替代真实微重力环境测试?

A:仿真技术无法精确模拟微重力环境下的物理规律。在微重力环境中,流体动力学、接触力学以及在没有重力锚定情况下对物体施力时的行为方式都与地面截然不同,机器人与环境之间的交互方式也会发生根本性变化。要训练和验证太空机器人系统,必须从真实微重力条件中获取真实数据,仿真数据无法完全替代。目前美国抛物线飞行测试设施严重不足,导致许多初创公司不得不前往欧洲进行测试。

Q3:Icarus Robotics计划如何让机器人从遥控操作逐步过渡到完全自主运行?

A:Icarus Robotics采用分阶段的方式推进自主化。第一阶段是完全遥操作,由此收集专家操作员在真实环境中产生的高质量训练数据。第二阶段是共享自主,机器人处理常规任务部分,边缘情况交由人类处理。第三阶段才是完全自主,只有当AI证明其能够可靠泛化后才会逐步实现。预计未来十年内,常规、定义明确的任务将基本实现自主化,人类转变为监督角色。

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