Блог

Apr 26, 2023

Новый воздушный шар НАСА

НАСА использует технологию на основе искусственного интеллекта, называемую «генеративным дизайном», чтобы значительно

НАСА использует технологию на основе искусственного интеллекта, называемую «генеративным проектированием», чтобы значительно ускорить процесс проектирования оборудования для предстоящих миссий.

Необходимость:Вес является одним из наиболее важных соображений, когда инженеры НАСА проектируют детали для нового космического корабля: чем тяжелее конечный объект, тем больше топлива потребуется для его запуска и тем дороже будет миссия.

Однако инженеры не могут жертвовать силой ради снижения веса — если деталь сломается в космосе, ее замена или ремонт обычно невозможны.

Соревнование:Разработка оборудования, которое было бы максимально легким, но при этом способным выдерживать высокие нагрузки в космической среде, — долгий и утомительный процесс в НАСА.

Традиционно, когда начинается разработка нового прибора, инженерам предъявляется ряд требований к каждой детали, вплоть до мельчайших кронштейнов и креплений прибора. Затем они подумают о том, как может выглядеть деталь, и создадут ее модель с помощью программного обеспечения для проектирования.

«Мы проектируем вещи буквально годами, прежде чем создадим что-нибудь для тестирования».

После этого они обсудят конструкцию с аналитиком напряжений, при необходимости доработают ее, а затем отправят машинисту, который фактически изготовит деталь, возможно, после того, как выскажет свои отзывы о конструкции.

«То, что эти люди дают друг другу обратную связь, становится лучше, но эти циклы обратной связи очень, очень медленные, потому что люди уезжают в отпуск, люди проходят обучение», — рассказал инженер-исследователь НАСА Райан Макклелланд в подкасте «Маленькие шаги, гигантские скачки».

«Часто в мире НАСА мы проектируем вещи буквально годами, прежде чем построить что-то для испытаний», — добавил он.

«ИИ предлагает множество различных вариантов того, как может выглядеть этот дизайн».

Генеративный дизайн: Во время пандемии Макклелланд начал изучать идею использования ИИ для ускорения этого процесса. Он наткнулся на подход, называемый «генеративным проектированием», когда на основе этой концепции построено некоторое коммерческое программное обеспечение, которое может работать в обратном порядке — от требований к проекту.

«Вы начинаете с требований к вашей конструкции, того, что она должна выдерживать, какую нагрузку она должна выдерживать… а затем ИИ предлагает кучу различных вариантов того, как может выглядеть эта конструкция, и фактически разрабатывает оптимальный вариант. структуру», — пояснил Макклелланд.

«Поскольку он разрабатывает оптимальную структуру, он принимает во внимание то, как она будет изготовлена», — продолжил он. «Он гарантирует, что если вы собираетесь его обрабатывать, его можно будет обработать теми инструментами, которые у вас есть под рукой».

«Структуры, как правило, работают намного лучше… где-то примерно в три раза лучше».

Влияние:Макклелланд называет изделия, созданные с использованием генеративного дизайна, «развитыми структурами» и говорит, что этот метод помогает инженерам НАСА разрабатывать более качественное оборудование и быстрее.

«Придумать структуру гораздо быстрее, примерно в 10 раз быстрее, и тогда структуры, как правило, работают намного лучше, поэтому их производительность примерно в три раза выше», — сказал он Small Steps.

«И когда я имею в виду производительность, я имею в виду соотношение жесткости и веса, — продолжил он, — поэтому они очень жесткие и очень легкие, а также немного прочнее, чем конструкции, созданные человеком».

«Чужие» конструкции:Конструкции также могут выглядеть немного более странно, чем конструкции, спроектированные человеком — Макклелланд описывает некоторые части как похожие на кости инопланетного вида — что усложняет задачу по привлечению некоторых людей в НАСА к участию в генеративном дизайне. .

«Это своего рода страх перед неизвестностью, страхом попробовать что-то непроверенное… Я думаю, что это один из барьеров, просто они выглядят странно», — сказал Макклелланд.

Но НАСА быстро понимает, что преимущества генеративного проектирования перевешивают любую рефлекторную реакцию на появление творений ИИ.