Svolta spaziale: l’IA prende i comandi sulla ISS e il robot Astrobee accelera del 60%

Mentre sulla Terra ci dibattiamo tra regolamentazioni dell’intelligenza artificiale e timori più o meno fondati, a 400 chilometri sopra le nostre teste l’IA ha appena preso la patente di guida. Per la prima volta nella storia, un sistema basato sull’apprendimento automatico (machine learning) ha preso il controllo di un robot sulla Stazione Spaziale Internazionale (ISS), dimostrando non solo di saper “guidare”, ma di farlo decisamente meglio dei sistemi tradizionali.

Protagonista di questa piccola rivoluzione è Astrobee, il robot cubico della NASA grande quanto un tostapane, che grazie ai ricercatori della Stanford University ha imparato a muoversi nei corridoi della stazione spaziale con una velocità superiore del 60% rispetto al passato.

Il problema: lo spazio è un ambiente ostile (anche per i computer)

Potremmo pensare che la ISS sia il luogo tecnologicamente più avanzato che esista, ed è vero, ma i computer di bordo destinati a far girare gli algoritmi di navigazione sono spesso molto limitati rispetto a quelli terrestri. Devono resistere alle radiazioni e operare con risorse energetiche contingentate. Inoltre, l’interno della stazione è un incubo logistico: cavi, rack di stoccaggio, computer, esperimenti e astronauti che fluttuano ovunque.

Pianificare una traiettoria sicura in questo caos, utilizzando i metodi tradizionali di ottimizzazione, richiede una potenza di calcolo che rallenta le operazioni. È qui che entra in gioco l’intuizione del team di Stanford, guidato da Somrita Banerjee e dal professor Marco Pavone.

La soluzione: “Warm Start” vs “Cold Start”

L’approccio innovativo non sostituisce la sicurezza con l’imprudenza, ma cambia il punto di partenza. Invece di calcolare ogni movimento da zero (il cosiddetto “cold start” o partenza a freddo), il sistema utilizza un modello di machine learning addestrato su migliaia di soluzioni precedenti.

Il funzionamento può essere riassunto in questa tabella comparativa:

L’IA fornisce quindi una “ipotesi informata” (warm start), che l’algoritmo di ottimizzazione deve solo raffinare. Il risultato? Astrobee si è districato tra i moduli della ISS, evitando ostacoli e compiendo manovre complesse, con una fluidità mai vista prima, sotto lo sguardo vigile (ma passivo) dell’astronauta Sunita Williams.

Astrobee , il robot della Stazione Spaziale

Perché è fondamentale per il futuro

Non si tratta solo di far consegnare un cacciavite più velocemente a un astronauta. Questa tecnologia ha raggiunto il Livello di Maturità Tecnologica 5 (TRL 5), il che significa che funziona in un ambiente operativo reale.

Ecco perché questo sviluppo è cruciale:

• Indipendenza dalla Terra: Man mano che ci spingeremo verso la Luna o Marte, il ritardo nelle comunicazioni renderà impossibile il telecontrollo da terra. I robot dovranno “pensare” da soli.

• Risparmio di tempo: Gli astronauti sono la risorsa più costosa nello spazio. Se i robot possono operare in autonomia e velocemente, l’equipaggio può dedicarsi alla scienza invece che alla logistica.

• Efficienza delle risorse: Algoritmi più snelli significano meno consumo energetico e meno carico sui computer di bordo.

Il team di Stanford guarda già oltre, puntando a modelli di IA ancora più potenti, simili a quelli usati per i veicoli a guida autonoma terrestri, per gestire situazioni ancora più impreviste. Per ora, possiamo dire che il piccolo Astrobee ha fatto un grande passo per la robotica autonoma.

Stazione Spaziale Internazionale – NASA

Domande e risposte

Perché i computer nello spazio sono meno potenti di quelli sulla Terra?

I computer spaziali devono essere “induriti” (radiation-hardened) per resistere alle radiazioni cosmiche che distruggerebbero i normali processori commerciali. Questo processo di protezione richiede tecnologie più datate e robuste, rendendoli spesso molto più lenti e meno performanti rispetto all’ultimo smartphone o laptop disponibile nei negozi terrestri. L’efficienza del software diventa quindi fondamentale per compensare i limiti dell’hardware.

Che differenza c’è tra questo sistema e la guida autonoma delle auto?

Il principio di base dell’utilizzo dell’IA per percepire l’ambiente e pianificare il percorso è simile, ma le sfide sono diverse. Nello spazio, il movimento avviene in tre dimensioni (microgravità) con sei gradi di libertà, in un ambiente chiuso e pieno di oggetti delicati.2 Inoltre, l’errore non è tollerato: un impatto sulla ISS potrebbe essere catastrofico. Il sistema di Stanford usa l’IA per accelerare il calcolo, ma mantiene rigidi controlli di sicurezza matematici che le auto commerciali gestiscono diversamente.

Questo significa che i robot sostituiranno gli astronauti?

No, l’obiettivo è trasformare i robot in assistenti migliori. Attualmente, molte operazioni robotiche richiedono che un astronauta o un operatore a terra guidi il robot passo dopo passo, sprecando tempo prezioso. Rendendo i robot come Astrobee capaci di navigare autonomamente e velocemente, si libera l’essere umano da compiti logistici banali (come spostare carichi o fare inventari), permettendogli di concentrarsi sulla ricerca scientifica e sull’esplorazione, attività dove l’ingegno umano resta insostituibile.3

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