طراحی قطعات پیچیده فضاپیما با هوش مصنوعی

مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا در مریلند از نرم‌افزار هوش مصنوعی برای طراحی قطعات سفارشی و تخصصی فضاپیما به نام «ساختارهای تکامل‌یافته» برای مأموریت‌های خود استفاده کرده است.

به گزارش تکناک، مهندس تحقیقاتی رایان مک کللند گفت: آنها تا حدودی بیگانه و عجیب به نظر می رسند، اما وقتی آنها را در حال کار ببینید، منطقی است.

با شروع الزامات مأموریت، یک متخصص طراحی به کمک رایانه، سطوحی را که قطعه به ابزار یا خود فضاپیما متصل می شود، را ترسیم می کند. سپس، نرم افزار هوش مصنوعی نقاط را به هم متصل می کند تا طرح های ساختاری پیچیده را در کمتر از یک یا دو ساعت تولید کند.

مک کلند گفت: الگوریتم‌ها به چشم انسان نیاز دارند. او افزود: بینش درونی انسان می‌داند چه چیزی درست به نظر می‌رسد، اما الگوریتم گاهی اوقات می‌تواند ساختارها را بیش از حد نازک کند.

قطعات تکامل یافته می توانند بارهای سازه ای بالاتر را تحمل کنند، وزن کمتری دارند و می توانند در عرض یک هفته تولید شوند. ساخت آنها همچنین به نیروی انسانی کمتری نیاز دارد، که به طراحان زمان بیشتری برای کار روی سایر بخش ها را می دهد.

ما متوجه شدیم که طراحی قطعات فضا پیما با استفاده از ابزار هوش مصنوعی خطر را کاهش می دهد. پس از  تحلیل‌های تنشقطعات ، متوجه می‌شویم که قطعات فضا پیمای تولید شده توسط الگوریتم هوش مصنوعی ، تمرکز تنش‌هایی که در طراحی‌های انسانی وجود دارند را ندارند. مک کلند توضیح داد که عوامل تنش تقریباً ده برابر کمتر از قطعات تولید شده توسط یک انسان متخصص است.

به گفته رایان مک کللند ، که پیشگام طراحی این قطعات بود، این ساختارهای تکامل یافته می توانند تا دو سوم وزن را در مقایسه با قطعات استاندارد کاهش دهند، همچنین خطر خرابی کمتری داشته باشند.

آنها در حال حاضر در انواع ماموریت‌های ناسا، از جمله ماموریت تلسکوپ فروسرخ آب وهوا-اقلیم EXCITE  استفاده می‌شوند که یک تلسکوپ بالونی است و برای مطالعه سیارات فراخورشیدی داغ از نوع مشتری که به دور ستارگان دیگر می‌چرخند استفاده می‌شود.

پیتر ناگلر، فیزیکدان گدارد، گفت: ما چند منطقه با الزامات طراحی بسیار پیچیده داریم. او افزود: ترکیبی از رابط‌های خاص و مشخصات بار دقیق وجود داشت که برای طراحان ما یک چالش بود.

مک کلند یک داربست تیتانیومی برای پشت تلسکوپ EXCITE طراحی کرد. گیرنده IR که در داخل یک محفظه برودتی آلومینیومی قرار دارد به یک صفحه فیبر کربنی متصل می شود که از آینه اولیه پشتیبانی می کند. ناگلر گفت: این مواد خواص انبساط حرارتی بسیار متفاوتی دارند. او افزود: ما مجبور بودیم یک رابط بین آنها داشته باشیم که به هیچ یک از مواد فشار وارد نکند.

طراحی به کمک هوش مصنوعی (artificial intelligence : field of computer science and engineering practices for intelligence demonstrated by machines and intelligent agents) در ناسا می‌تواند تولید اجزای بزرگ‌تر را در مدار یا حتی ساخت و ساز در ماه یا مریخ را با استفاده از مواد موجود در آن مکان‌ها تسهیل کند و همچنین قابلیت‌های سرویس، مونتاژ و ساخت در فضا را نیز ارتقا دهد.