Die NASA nutzt die Kraft der KI, um die Hardwareleistung um das Dreifache zu steigern
Die NASA nutzt künstliche Intelligenz (KI), um Missionshardware zu entwickeln, die von Menschen entworfene Teile übertrifft. Aufgrund des neuen Evolved-Structures-Prozesses, den der Forschungsingenieur Ryan McClelland entwickelt hat, schneidet die Ausrüstung der NASA jetzt strukturell besser ab. Es reduziert auch die Konstruktionszeit und das Gewicht erheblich.
Metallhalterungen und Halterungen werden mit einem KI-gestützten generativen System für verschiedene Weltraumforschungsmissionen hergestellt. Laut McClelland erstellt das KI-System jede Minute eine Design-Iteration. Dies ist viel schneller als der menschliche Design-Iterationszyklus, der Wochen dauert. Durch die Erhöhung der Anzahl der Iterationszyklen kann das System schnell optimale Designs erstellen.
Die Evolved Structures-Technik wurde verwendet, um sowohl ein Gerüst für das ballongetragene EXCITE-Teleskop der NASA als auch eine optische Bank für ein UV-Bildgebungsspektrometer zu entwerfen. Laut McClelland ist die optische Bank eine der beeindruckendsten Anwendungen. Dies liegt daran, dass etwa 10 Teile auf ein einzelnes Teil reduziert werden, das immer noch mit CNC-Technologie (Computer Numerical Control) hergestellt werden kann.
Das KI-System hängt von einem detaillierten Briefing ab, das von Menschen bereitgestellt wird und die Spezifikationen für die Komponente umreißt. Dies schließt die Belastung und den Druck ein, denen es ausgesetzt sein wird. Die ideale Struktur entsteht durch jede Iteration, die auf der vorherigen aufbaut. Das generative Designprogramm kann 30 bis 40 Iterationen in nur wenigen Stunden abschließen. Ein digitaler Fertigungsprozess, der in nur einer Woche vom Design bis zur Produktion gehen kann, kann direkt mit dem fertigen Produkt gespeist werden.
Der Evolved-Structures-Ansatz ist laut McClelland etwa zehnmal schneller als der Standard-Designprozess der NASA. Um das Design zu vervollständigen, ist es notwendig, es zwischen einem Designer, einem Belastungsanalytiker und einem Maschinisten zu übertragen. Das neue Verfahren reduziert langwieriges Hin und Her auf Arbeiten, die komplett am Computer erledigt werden können, was Zeit und Aufwand spart.
Die resultierenden Abschnitte haben organische Formen, die „fast knochenartig“ sind. Darüber hinaus können sie größeren strukturellen Belastungen standhalten als von Menschenhand hergestellte Teile. Von KI entworfene Komponenten sind um bis zu zwei Drittel leichter und haben eine bis zu zehnmal geringere Belastungskonzentration. In Bezug auf die strukturelle Leistung stellte McClelland fest, dass die neuen Komponenten dreimal besser abschneiden.
Jedes Jahr werden Hunderte von kundenspezifischen Teilen von der NASA für ihre vielen Missionen hergestellt. Die Evolved Structures-Technik wird laut McClelland wahrscheinlich häufig beim Entwurf von Strukturkomponenten, Elektronik und anderen Subsystemen für Instrumente und Raumfahrzeuge der NASA angewendet. Dadurch würde die Erforschung des Weltraums schneller und für weniger Geld erfolgen.
McClelland behauptet, dass KI in der Lage ist, die Kosten für die Erstellung komplizierter Systeme erheblich zu senken. Hyperganic, ein deutsches Softwareunternehmen, hat zuvor einen KI-basierten Raketentriebwerksprototyp entwickelt, der in einem Stück 3D-gedruckt wurde. Ein weiteres Beispiel dafür, wie KI angewendet werden kann, um das Design und die Produktion komplexer Systeme zu verbessern, ist das neue Verfahren der NASA.
