목표 지향 우주선 도킹을 위한 의미 기반 궤적 생성
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📝 원문 정보
- Title: Semantic Trajectory Generation for Goal-Oriented Spacecraft Rendezvous
- ArXiv ID: 2512.09111
- 발행일: 2025-12-09
- 저자: Yuji Takubo, Arpit Dwivedi, Sukeerth Ramkumar, Luis A. Pabon, Daniele Gammelli, Marco Pavone, Simone DAmico
📝 초록 (Abstract)
신뢰할 수 있는 실시간 궤적 생성은 차세대 자율 우주선 운영에 필수적이다. 최근 비선형 가이드 및 제어 기술의 발전은 온보드 자율 궤적 최적화를 가능하게 하고 있으나, 이러한 방법은 여전히 전문가가 지정한 웨이포인트, 제약조건, 임무 일정 등 방대한 입력에 의존한다. 이는 실제 도킹 임무에서 운영 확장성을 저해한다. 본 논문은 자연어 명령을 고수준 의도와 일치하는 궤적으로 변환하면서 비선형 제약을 보장하는 궤적 생성 프레임워크 SAGES(Semantic Autonomous Guidance Engine for Space)를 제안한다. 연속시간 제약 강제가 가능한 결함 허용 근접 운용 환경과 자유비행 로봇 플랫폼 두 가지 실험 설정에서 SAGES는 인간 명령과 일관된 궤적을 안정적으로 생성했으며, 다양한 행동 모드에서 90 % 이상의 의미‑행동 일치도를 달성하였다. 이 연구는 언어 조건부, 제약 인식 우주선 궤적 생성의 초기 단계로, 운영자가 직관적인 자연어 명령을 통해 안전성과 행동을 인터랙티브하게 조정할 수 있게 함으로써 전문가 부담을 크게 감소시킨다. 프로젝트 웹사이트: https://semantic-guidance4space.github.io/💡 논문 핵심 해설 (Deep Analysis)
SAGES는 자연어 명령을 의미론적 벡터로 인코딩하고, 이를 비선형 최적화 문제의 목표 함수에 직접 삽입한다. 여기서 의미론적 일관성은 사전 학습된 언어 모델과 도메인‑특화 제약 매핑을 통해 확보된다. 논문에서는 두 가지 실험을 통해 시스템의 유효성을 검증한다. 첫 번째는 결함 허용 근접 운용 시뮬레이션으로, 연속시간 제약(예: 충돌 방지, 시야 제한)을 실시간으로 강제하면서 “천천히 접근하라”, “위…