纵观人类的历史，天空总是让人联想到巨大的空虚，一个巨大的圆顶，白天被太阳照亮，晚上被无数的小光点照亮(偶尔还有月亮)。随着我们冒险进入太空，无论是物理上的，用宇宙飞船，还是光学上的，用一系列望远镜技术，我们现在知道那里有相当多的东西。

　　这一发现对航空航天工业有着深远的影响。想象一下，例如，一个数十亿美元的自主航天器，经过多年的精心设计和工程，经过精确的计算，被发射到太空中，结果却失去了一个推进器，撞向了一颗小行星。

　　从历史上看，工程师们主要通过两种方式处理航天器上设备故障的可能性:第一，通过“安全模式”，在这种模式下，航天器可以对自身造成最小的损害，而地面科学家则查看数据，做出诊断并制定解决方案;第二，为自动驾驶汽车配备冗余系统。例如，这允许航天器关闭故障推进器并开始使用备用推进器。

　　然而，在没有任何预警和空间对地面通信时间不足的情况下，太空中可能突然出现危险情况。虽然冗余系统非常有效，但它们增加了自动航天器的成本和重量。

　　因此，在美国国家航空航天局(NASA)管理的美国加州理工学院喷气推进实验室(JPL)首席研究员、控制动力系教授郑舜祖(音)的实验室里，正在进行简化自动驾驶汽车的应急功能的实验，以便实时诊断和安全应对与其他物体的碰撞。有了新的算法，航天器可以测试自己的设备，并预测未来哪些行动最有可能保持它们的安全运行。

　　加州理工学院航空航天研究教授、前喷气推进实验室首席技术专家弗雷德·哈达格(Fred Hadaegh)是该项目的主管之一，他解释说:“拥有冗余系统并不总是可行的。这意味着航天器必须更大、更重、更昂贵。所以，这里的想法是，当航天器遇到问题时，它可以找出不工作的地方，并纠正或适应特定的故障。”

　　钟的实验室，除其他外，拥有先进的多航天器动力学模拟器设施。“模拟器占据了一个很大的房间，地板很平，”詹姆斯·拉根解释说，他是加州理工学院研究生航空航天实验室(GALCIT)的博士生，也是这篇论文的主要作者。“模型飞船使用空气轴承，因此它在地板上移动时几乎没有摩擦。静止时，它似乎是漂浮的，如果你朝一个方向推动它，它会一直前进，直到撞到什么东西，这就是空间动力学。”

　　Ragan和他的合著者用s-FEAST(通过主动传感树搜索进行安全故障估计)对机器人航天器模拟器进行了编程。拉根说:“我们的s-FEAST算法迅速‘梦想’出许多可能的未来，这些未来可能是由它现在采取的行动导致的。”“因为这个系统是嘈杂的，这些未来是不确定的。有多种可能的结果，这导致了一个可能的分支未来树。每个分支代表了未来可能发生的一种方式，基于航天器控制的东西——它选择的测试动作——以及它不控制的东西，比如来自故障传感器的观察。”

　　Chung补充道:“s-FEAST方法的创新之处在于，我们系统地解决了鸡和蛋的问题，即估计车辆状态，如位置和速度，并推断故障或退化，这些故障或退化本质上是相互关联的。”

　　当航天器检测到意外数据时，它会转向s-FEAST算法，该算法会运行测试动作，“类似于当你感到意外疼痛时，你可能会仔细测试你的肌肉，你想弄清楚是什么伤害了你，以及如何避免可能进一步伤害你的动作，”Ragan解释说。

　　s-FEAST同时推出一系列可能的未来，并从中选择最有可能诊断出问题并避免危险的行动方案。在这个模型中，危险相当于与小行星的碰撞过程。