NASA wykorzystuje SI do projektowania elementów statków kosmicznych

Centrum Lotów Kosmicznych Goddarda NASA w Maryland wykorzystuje sztuczną inteligencję (SI) do projektowania specjalistycznych części, zwanych „ewoluującymi strukturami”, na potrzeby swoich misji. Wyglądają one trochę jak produkty obcej cywilizacji.

Wyglądają nieco obco i dziwnie, ale kiedy zobaczysz je w działaniu, ma to sens – mówi Ryan McClelland, inżynier zatrudniony przy projekcie badawczym.

Zaczynając od wymagań misji NASA, specjalista od projektowania wspomaganego komputerowo (CAD) rysuje powierzchnie, na których część łączy się z instrumentem lub statkiem kosmicznym. Oprogramowanie SI łączy kropki, aby stworzyć złożone projekty struktur w ciągu zaledwie godziny lub dwóch.

Algorytmy oczywiście potrzebują „ludzkiego oka”. Nasza intuicja wie, co wygląda dobrze, a pozostawiony sam sobie algorytm może czasem stworzyć zbyt cienkie struktury  – powiedział McClelland.

Opracowane struktury mogą tolerować większe obciążenia, ważą mniej i mogą być produkowane w ciągu zaledwie tygodnia. Sam proces wymaga też mniej pomocy ze strony ludzi, co daje projektantom więcej czasu na pracę nad innymi elementami misji.

Stwierdziliśmy, że to obniża ryzyko. Po analizach naprężeń stwierdziliśmy, że części wygenerowane przez algorytm nie mają miejsc koncentracji naprężeń, które często spotykamy w projektach stworzonych przez człowieka. Współczynniki naprężeń mogą być nawet dziesięć razy niższe niż w częściach wyprodukowanych przez człowieka-eksperta – wyjaśnił McClelland.

Według McClellanda, który był pionierem w projektowaniu tych części, te nowe struktury mogą zaoszczędzić do dwóch trzecich wagi w porównaniu do standardowych komponentów i zmniejszyć ryzyko awarii.

NASA buduje teleskop EXCITE

Obecnie są one wykorzystywane w różnych misjach NASA, w tym w misji EXoplanet Climate Infrared TElescope (EXCITE). To teleskop zawieszony pod balonem wykorzystywany do badania gorących egzoplanet, takich jak nasz Jowisz, krążących wokół innych gwiazd.

Mamy kilka obszarów z bardzo podstępnymi wymaganiami projektowymi – mówi Peter Nagler, fizyk z Goddarda.

Były tam kombinacje specyficznych połączeń i dokładnych specyfikacji obciążeń, które okazały się wyzwaniem dla naszych projektantów – dodał.

McClelland zaprojektował tytanowe „rusztowanie” dla tylnej części teleskopu EXCITE. Odbiornik podczerwieni umieszczony wewnątrz aluminiowej komory kriogenicznej łączy się z płytą z kompozytu węglowego podtrzymującą lustro główne.

Te materiały mają bardzo różne współczynniki rozszerzalności cieplnej – powiedział Nagler.

Musieliśmy mieć między nimi połączenie, które nie będzie obciążało żadnego z nich – dodał.

NASA twierdzi, że jej technologia skróci czas ładowania samochodów elektrycznych do 5 minut

Projektowanie wspomagane przez SI mogłoby umożliwić produkcję większych komponentów na orbicie lub nawet ułatwić budowę elementów na Księżycu lub Marsie przy użyciu tamtejszych materiałów, rozwijając również możliwości „In-space Servicing, Assembly, and Manufacturing” (ISAM).

Źródło: NASA