Google Cloud and NASA: Testing robotic systems for deep space missions

Google Cloud 与 NASA：为深空任务测试机器人系统 | Google Cloud 博客

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Google Cloud 与 NASA：为深空任务测试机器人系统

2026年10月27日

##### Jim Kelly

Google 公共部门副总裁，联邦业务

##### Google 公共部门通讯

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随着 NASA 不断推进阿尔忒弥斯计划，将宇航员送往越来越复杂的任务中探索月球更多区域、在月球基地建立持续的人类存在，并以此为基础开展首次载人火星任务，乘组安全性和脱离地球的自主性至关重要。未来执行火星深空任务的宇航员可能面临严峻的操作挑战——包括往返通信延迟长达44分钟，这使得为乘组提供实时医疗指导几乎不可能。

去年，Google 公共部门分享了乘组医疗官数字助理（Crew Medical Officer Digital Assistant，CMO-DA）的开发进展——这是一款自动化临床决策支持系统（Clinical Decision Support System，CDSS），旨在帮助宇航员在偏远和孤立环境中获得实时医疗指导。今天，我们在此创新基础上，正在开发一个概念验证的实体机器人系统，该系统旨在支持深空任务，并可能在 NASA 任务中协助宇航员。

优化乘组时间与安全

计划在月球南极地区建立的未来月球基地将支持持续的人类存在。由于太空中的每一分钟都是严格受限的资源，减少宇航员的体力负担以最大化他们用于科学探索的时间是首要任务。为应对这一挑战，NASA 人体研究计划（Human Research Program）、约翰逊航天中心机器人团队和喷气推进实验室（Jet Propulsion Laboratory，JPL）与 Google 公共部门合作开发了机器人系统。通过处理日常后勤事务，该系统可使宇航员专注于人类最擅长的领域：复杂科学探索。

为最大限度提升精简乘组的实用性，机器人系统被设计为多功能的"有效载荷"处理器，能够管理货物、后勤和设备。当不需要执行诸如整理工具或固定舱室等日常维护任务时，它可切换至医疗支持模式。例如，如果宇航员出现严重背痛（可能是肾结石的症状），机器人可取出并准备超声波设备。这使乘组医疗官能够完全专注于分析扫描结果并治疗患者。

为机器人系统适配空间感知与视觉-语言-动作模型

在狭小的航天器内与人类安全协同作业是一个复杂挑战。与工厂中固定、无人环境下的机器人不同，利用超级智能（Super Intelligence，SI）的空间系统需要灵活的人类导向工具来适应密闭空间。由于它们还必须依赖有限的感官输入（如摄像头），JPL 正在调整原本用于跟踪轨道物体的卫星态势感知智能工具，以帮助机器人系统导航并理解其三维环境。

在约翰逊航天中心的iMETRO设施中，为安全地进行测试，采用了Google DeepMind的MuJoCo模拟器。这是一款先进的物理引擎，使SI能够在高度精确的虚拟环境中练习复杂动作，然后再接触真实硬件。在最近的一次概念验证技术演示中，机器人系统被赋予了复杂的“抓取与放置”操作任务，以定位并移动一个医疗包。通过采用“眼到手”摄像头配置以增强空间感知能力，由Physical Intelligence基于Google Cloud基础设施开发的开源Pi0模型在早期实验室环境中实现了85%的初始成功基准率，为下一阶段的严格训练和安全优化奠定了坚实基础。由于视觉-语言-动作（VLA）模型能够将语言直接映射到物理动作，宇航员可以通过标准英文文本指令灵活地控制机器人系统。

太空：终极边缘计算环境

处理这些复杂任务需要大量计算能力，这也带来了新的挑战：太空是终极的边缘计算环境。航天器无法依赖与地球数据中心的持续连接。为了解决这个问题，Google团队利用Google Cloud G4实例快速训练底层模型，仅用2.5小时就对40亿参数的Pi0模型进行了微调。关键的是，他们证明了这些微调后的模型可以在紧凑且节能的边缘设备上本地运行。在过去两年中，团队测试了约15种不同的边缘计算设备，以找到适合未来火星任务所需轻量级、低功耗硬件的设备。

开拓乘员安全与太空探索的未来

展望未来，最终目标是构建一个机器人系统，能够在宇航员的直接监督和指挥下，通过简单的语音指令执行各种任务。例如，在人类机组医疗官的严格指导下，机器人可能被指示协助进行常规健康监测——如采集基本生命体征或进行简单超声波检查。这确保宇航员能够获得他们可能无法自行完成的物理协助，同时绝不替代人类的决策能力。

Google公共部门与NASA的合作有助于为日益复杂的任务铺平道路，这些任务将突破科学发现的边界。

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照片：（2026年10月9日）——诺斯罗普·格鲁曼公司的Cygnus XL货运飞船被加拿大臂2号机械臂握持，即将在与国际空间站Unity舱段连接近六个月后释放进入地球轨道。这张照片拍摄时，轨道前哨位于印度洋马达加斯加海岸上方263英里处。来源：NASA。创建日期：2026-10-09

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