Unos pocos meses Hace, la NASA la dio a conocer traje espacial de próxima generación que usan los astronautas cuando regresan a la luna en 2024 como parte del servicio del servicio plan para establecer una presencia humana permanente en la superficie lunar. La Unidad de Movilidad Extravehicular, o xEMU, es la primera actualización importante de su traje espacial de la NASA en casi 40 años y está diseñada para facilitar la vida de los astronautas que pasarán mucho tiempo inflar el polvo de la luna. Esto les permite doblarse y estirarse de formas que antes no eran posibles, ponerse y quitarse el traje fácilmente, intercambiar componentes para un mejor ajuste y continuar durante meses sin realizar una reparación.

Pero las mayores mejoras no se vieron cuando se presentó la demanda el otoño pasado. En cambio, están ocultos en el sistema de soporte vital portátil de xEMU, la mochila astro que convierte el traje espacial de una pieza de tela voluminosa en una nave espacial personal. Controla la potencia, la comunicación, el suministro de oxígeno y el control de la temperatura del traje espacial, lo que permite a los astronautas concentrarse en tareas importantes como construcción de plataformas de lanzamiento de hormigón acuático. Y por primera vez, algunos componentes en un sistema de soporte vital para astronautas serán diseñados por inteligencia artificial.

Jesse Craft es ingeniero de diseño senior en Jacobs, una gran empresa de ingeniería en Dallas que fue utilizada por la NASA para renovar el sistema de soporte vital xEMU. Para Craft y los cientos de otros ingenieros que trabajan en el proyecto, esto requiere una cuidadosa consideración entre las prioridades en competencia. Por supuesto, el sistema de soporte vital debería ser seguro, pero también debería ser lo suficientemente ligero como para ajustarse a los límites de peso para aterrizador lunar y lo suficientemente fuerte como para resistir las intensas fuerzas g y las vibraciones que experimentará durante el lanzamiento de un cohete. «Es un desafío técnico muy grande», dice Craft.

Exprimir más cosas en menos espacio con menos masa es el tipo de problema complejo de optimización que los ingenieros aeroespaciales enfrentan todo el tiempo. Pero la NASA quiere botas en la luna para 2024, y cumplir con esa línea de tiempo agresiva significaba que Craft y sus colegas no podían pasar semanas discutiendo la forma ideal de cada widget. En cambio, prueban un nuevo software de diseño basado en IA que puede generar rápidamente nuevos diseños de componentes.

«Vemos la IA como una tecnología que puede funcionar un poco más rápido y mejor que una persona capacitada», dijo Jesse Coors-Blankenship, vicepresidente de tecnología de PTC, la compañía estadounidense que creó el software. “Algunas tecnologías de software son cosas con las que los ingenieros ya están familiarizados, como la simulación estructural y la optimización. Pero con AI, podemos hacerlo más rápido. Este enfoque de la ingeniería se conoce como diseño generativo. La idea básica es darle al software un conjunto de requisitos para el tamaño máximo de una pieza, el peso que debe soportar o las temperaturas a las que está expuesto, y dejar que los algoritmos resuelvan el resto.

El software de PTC combina varios enfoques de la IA, como redes contradictorias generativas y algoritmos genéticos. Una red hostil generativa es un enfoque tipo juego en el que dos algoritmos de aprendizaje automático compiten entre sí para diseñar la parte más optimizada. Es la misma técnica que antes. generar fotos de personas que no existen. Los algoritmos genéticos, por otro lado, son análogos a la selección natural. Generan múltiples diseños, los combinan y luego toman los mejores diseños de nueva generación y repiten. La NASA utilizó algoritmos genéticos en el pasado diseño óptimo – y extraño – antenas.

«El proceso iterativo de la máquina es 100 o 1,000 veces más de lo que podríamos hacer solos, y viene con una solución que está idealmente optimizada dentro de nuestras limitaciones», dice Craft. Es especialmente útil porque el diseño final del sistema de soporte vital del traje espacial todavía está en movimiento. Incluso un pequeño cambio en los requisitos en el futuro puede resultar en un desperdicio de trabajo de ingeniería por semanas.



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