NASA i drejtohet inteligjencës artificiale për të dizajnuar pajisje të misionit

Anijet kozmike dhe pajisjet e misionit të krijuar nga një inteligjencë artificiale mund t’i ngjajnë kockave të lëna nga disa specie aliene, por ato peshojnë më pak, tolerojnë ngarkesa më të larta strukturore dhe kërkojnë një pjesë të kohës së pjesëve të projektuara nga njerëzit për t’u zhvilluar.

“Ato duken disi të huaj dhe të çuditshëm,” tha Inxhinieri Kërkimor Ryan McClelland, “por sapo t’i shihni ato në funksion, ka vërtet kuptim.”

McClelland ishte pionier i dizajnimit të pjesëve të specializuara, të njëpasnjëshme duke përdorur softuerin e inteligjencës artificiale të disponueshme në treg në Qendrën e Fluturimeve Hapësinore Goddard të NASA-s në Greenbelt, Maryland, përmes një procesi që ai e ka quajtur dizajn i evoluar.

Për të krijuar këto pjesë, një specialist i dizajnit me ndihmën e kompjuterit (CAD) fillon me kërkesat e misionit dhe tërheq sipërfaqet ku pjesa lidhet me instrumentin ose anijen kozmike, si dhe çdo bulon dhe pajisje për elektronikë dhe pajisje të tjera. Projektuesi mund të duhet gjithashtu të bllokojë një shteg në mënyrë që algoritmi të mos bllokojë një rreze lazer ose sensor optik. Së fundi, ndërtimet më komplekse mund të kërkojnë hapësira për duart e teknikëve për të manovruar për montim dhe shtrirje.

Pasi të përcaktohen të gjitha zonat jashtë kufijve, AI lidh pikat, tha McClelland, duke prodhuar dizajne komplekse strukturash në vetëm një ose dy orë. “Algoritmet kanë nevojë për një sy njerëzor,” tha ai. “Intuita njerëzore e di se çfarë duket e drejtë, por e lënë në vetvete, algoritmi ndonjëherë mund t’i bëjë strukturat shumë të holla.”

Këto pjesë të evoluara kursejnë deri në dy të tretat e peshës në krahasim me komponentët e dizajnuar tradicionalisht, tha ai, dhe mund të bluhen nga shitësit komercialë. “Ju mund të kryeni projektimin, analizën dhe fabrikimin e një pjese prototip dhe ta keni në dorë brenda një jave,” tha McClelland. “Mund të jetë rrënjësisht i shpejtë në krahasim me mënyrën se si jemi mësuar të punojmë.”

Pjesët analizohen gjithashtu duke përdorur softuerin dhe proceset e vlefshmërisë standarde të NASA-s për të identifikuar pikat e mundshme të dështimit, tha McClelland. “Ne zbuluam se në fakt ul rrezikun. Pas këtyre analizave të stresit, ne zbulojmë se pjesët e dizajnuara nga algoritmi nuk kanë përqendrimet e stresit që keni me dizajnet njerëzore. Faktorët e stresit janë pothuajse dhjetë herë më të ulët se pjesët e projektuara nga një njeri ekspert dizajner.”

Komponentët e evoluar të McClelland janë miratuar nga misionet e NASA-s në faza të ndryshme të projektimit dhe ndërtimit, duke përfshirë observatorët e balonave të astrofizikës, skanerët e atmosferës së Tokës, instrumentet planetare, monitorët e motit hapësinor, teleskopët hapësinorë dhe madje edhe misionin Mars Sample Return.

Fizikani Goddard, Peter Nagler, iu drejtua dizajnit të evoluar për të ndihmuar në zhvillimin e misionit EXoplanet Climate Telescope Infrared (EXCITE), një teleskop me tullumbace i projektuar për të studiuar ekzoplanetet e nxehtë të tipit Jupiter që rrotullohen rreth yjeve të tjerë. Aktualisht në ndërtim dhe testim, EXCITE planifikon të përdorë një spektrograf afër infra të kuqe për të kryer vëzhgime të vazhdueshme të orbitës së çdo planeti rreth yllit të tij pritës.

“Ne kemi disa zona me kërkesa shumë të ndërlikuara të projektimit,” tha Nagler. “Kishte kombinime të ndërfaqeve specifike dhe specifikimeve të ngarkesave akute që po provonin të ishin një sfidë për projektuesit tanë.”

McClelland projektoi një skelë titani për pjesën e pasme të teleskopit EXCITE, ku marrësi IR i vendosur brenda një dhome kriogjenike alumini lidhet me një pllakë fibër karboni që mbështet pasqyrën parësore. “Këto materiale kanë veti shumë të ndryshme të zgjerimit termik,” tha Nagler. “Duhet të kishim një ndërfaqe mes tyre që nuk do të stresonte asnjërën nga materialet.”

Një balonë super-presioni e NASA-s me kohëzgjatje të gjatë do të ngrejë ngarkesën me madhësi SUV të misionit EXCITE, me një fluturim provë inxhinierike të planifikuar që në vjeshtën e vitit 2023.

Dizajni me ndihmën e inteligjencës artificiale është një industri në rritje, me çdo gjë, nga pjesët e pajisjeve deri te shasia e tërë e makinave dhe motoçikletave, të zhvilluara nga kompjuterët.

Rasti i përdorimit për NASA-n është veçanërisht i fortë, tha McClelland.

“Nëse jeni një kompani motoçikletash ose makinash,” tha McClelland, “mund të ketë vetëm një model shasie që do të prodhoni, dhe më pas do të prodhoni një grup prej tyre. Këtu në NASA, ne bëjmë mijëra pjesë me porosi çdo vit.”

Printimi 3D me rrëshira dhe metale do të zhbllokojë të ardhmen e dizajnit të asistuar nga AI, tha ai, duke mundësuar komponentë më të mëdhenj të tillë si trungjet strukturore, sisteme komplekse që lëvizin ose shpalosen, ose optikë të përparuar precize. “Këto teknika mund t’i mundësojnë NASA-s dhe partnerëve komercialë të ndërtojnë komponentë më të mëdhenj në orbitë që përndryshe nuk do të përshtateshin në një mjet lëshues standard, madje mund të lehtësojnë ndërtimin në Hënë ose Mars duke përdorur materiale të gjetura në ato vende.”

Bashkimi i AI, printimit 3D ose prodhimit të aditivëve dhe shfrytëzimi i burimeve në vend do të avancojë aftësitë e Servisimit, Montimit dhe Prodhimit në Hapësirë (ISAM). ISAM është një prioritet kyç për zhvillimin e infrastrukturës hapësinore të SHBA-së, siç përcaktohet nga Strategjia Kombëtare ISAM e Zyrës së Shkencës dhe Teknologjisë së Shtëpisë së Bardhë dhe Plani i Zbatimit ISAM.