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Jul 31, 2023

O novo balão da NASA

A NASA está usando uma técnica baseada em IA chamada “design generativo” para

A NASA está usando uma técnica baseada em IA chamada "design generativo" para acelerar drasticamente o processo de design de hardware para as próximas missões - e uma das primeiras missões projetadas por IA usará um enorme balão para elevar um telescópio à estratosfera.

A necessidade:O peso é uma das considerações mais importantes quando os engenheiros da NASA estão projetando peças para novas espaçonaves – quanto mais pesado for o objeto final, mais combustível será necessário para lançá-lo e mais cara será a missão.

No entanto, os engenheiros não podem sacrificar a força em nome de manter o peso baixo - se uma peça quebrar quando estiver no espaço, substituí-la ou consertá-la normalmente não é uma opção.

O desafio:Projetar hardware que seja o mais leve possível, mas ainda capaz de suportar o ambiente espacial de alto estresse é um processo longo e tedioso na NASA.

Tradicionalmente, quando começa a desenvolver um novo instrumento, os engenheiros recebem um conjunto de requisitos para cada peça, até os menores suportes e montagens de instrumentos. Eles então pensarão sobre como uma peça pode parecer e criarão um modelo dela usando um software de design.

"Vamos projetar coisas literalmente por anos antes de construir qualquer coisa para testar."

Depois disso, eles irão discutir o projeto com um analista de estresse, refiná-lo se necessário e, em seguida, enviá-lo para um maquinista, que realmente construirá a peça, possivelmente depois de dar seu próprio feedback sobre o projeto.

“Na medida em que essas pessoas estão dando feedback umas às outras, isso melhora, mas esses ciclos de feedback são muito, muito lentos porque as pessoas saem de férias, as pessoas recebem treinamento”, disse o engenheiro de pesquisa da NASA Ryan McClelland ao podcast Small Steps, Giant Leaps.

“Muitas vezes, no mundo da NASA, projetamos coisas literalmente por anos antes de construir qualquer coisa para testar”, acrescentou.

“Uma IA surge com um monte de opções diferentes para a aparência desse design”.

Projeto generativo: Durante a pandemia, McClelland começou a explorar a ideia de usar IA para acelerar esse processo. Ele se deparou com uma abordagem chamada "design generativo", com algum software comercial construído em torno do conceito, que pode funcionar de trás para frente, dos requisitos para um design.

"Você começa com os requisitos para sua estrutura, o que ela deve suportar, que tipo de carga ela precisa ver... estrutura", explicou McClelland.

"Como está evoluindo uma estrutura ideal, leva em consideração como será fabricado", continuou ele. "Ele garante que, se você vai usinar, ele pode ser usinado com as ferramentas que você tem em mãos."

"As estruturas tendem a ter um desempenho muito melhor... em algum lugar na ordem de três vezes melhor."

O impacto:McClelland chama as peças criadas usando o design generativo de "estruturas evoluídas" e diz que a técnica está ajudando os engenheiros da NASA a projetar um hardware melhor, mais rapidamente.

“É muito mais rápido criar a estrutura, cerca de 10 vezes mais rápido, e então as estruturas tendem a ter um desempenho muito melhor, então elas estão em algum lugar na ordem de três vezes melhor no desempenho”, disse ele à Small Steps.

"E quando quero dizer desempenho, quero dizer realmente a relação entre rigidez e peso", continuou ele, "portanto, eles são muito rígidos e muito leves, e também são um pouco mais fortes do que as estruturas projetadas pelo homem".

Projetos "alienígenas":Os designs também podem ter uma aparência um pouco mais estranha do que as estruturas projetadas por humanos - McClelland descreve algumas das partes como se parecendo com os ossos de uma espécie alienígena - o que aumentou o desafio de fazer com que algumas pessoas na NASA aderissem ao design generativo. .

"Existe uma espécie de medo do desconhecido, de tentar algo que não foi testado... Acho que essa é uma das barreiras, só que parecem estranhas", disse McClelland.

Mas a NASA está vendo rapidamente que os benefícios do design generativo superam qualquer reação instintiva à aparência das criações da IA.