Trajectory optimization is a cornerstone of modern robot autonomy, enabling systems to compute trajectories and controls in real-time while respecting safety and physical constraints. However, it has seen limited usage in spaceflight applications due to its heavy computational demands that exceed the capability of most flight computers. In this work, we provide results on the first in-space demonstration of using machine learning-based warm starts for accelerating trajectory optimization for the Astrobee free-flying robot onboard the International Space Station (ISS). We formulate a data-driven optimal control approach that trains a neural network to learn the structure of the trajectory generation problem being solved using sequential convex programming (SCP). Onboard, this trained neural network predicts solutions for the trajectory generation problem and relies on using the SCP solver to enforce safety constraints for the system. Our trained network reduces the number of solver iterations required for convergence in cases including rotational dynamics by 60% and in cases with obstacles drawn from the training distribution of the warm start model by 50%. This work represents a significant milestone in the use of learning-based control for spaceflight applications and a stepping stone for future advances in the use of machine learning for autonomous guidance, navigation, & control.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

综述 | Deep Academic Survey:有状态闭环综述自动化
专知会员服务
13+阅读 · 8月19日
DeepSeek 实践:大模型部署、微调与应用
专知会员服务
41+阅读 · 2025年11月17日
DeepSeek技术溯源及前沿探索
专知会员服务
34+阅读 · 2025年5月28日
《基于图神经网络与强化学习的自主空战决策研究》
专知会员服务
33+阅读 · 2025年5月15日
《时空变化领域中的学习与决策》134页
专知会员服务
18+阅读 · 2025年5月10日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
李宏毅-201806-中文-Deep Reinforcement Learning精品课程分享
深度学习与NLP
15+阅读 · 2018年6月20日
国家自然科学基金
348+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
15+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
51+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
24+阅读 · 2011年12月31日
VIP会员
最新内容
《面向国防领域的大语言模型基准测试与适配》
专知会员服务
10+阅读 · 10月28日
世界模型入门:从序贯决策到通用智能体
专知会员服务
13+阅读 · 10月24日
军事域更好使用人工智能的实用指南
专知会员服务
11+阅读 · 10月22日
《衡量语言模型中的作战规划能力》
专知会员服务
15+阅读 · 10月20日
相关基金
国家自然科学基金
348+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
15+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
51+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
24+阅读 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员