Araştırma Mühendisi Ryan McClelland, “Biraz yabancı ve garip görünüyorlar, ancak onları çalışır durumda gördüğünüzde, gerçekten mantıklı geliyor” dedi.

McClelland, NASA’nın Greenbelt, Maryland’deki Goddard Uzay Uçuş Merkezi’nde piyasada bulunan AI yazılımını kullanarak özel, tek seferlik parçaların tasarımına öncülük etti ve evrimleşmiş yapılar adını verdiği donanımlar üretti.

Bu parçaları oluşturmak için, bir bilgisayar destekli tasarım (CAD) uzmanı, görevin gereksinimleriyle başlar ve parçanın alete veya uzay aracına bağlandığı yüzeylerin yanı sıra elektronik ve diğer donanımlar için cıvata ve bağlantı parçaları çizer. Algoritmanın bir lazer ışınını veya optik sensörü engellememesi için tasarımcının bir yolu engellemesi de gerekebilir. Son olarak, daha karmaşık yapılar, teknisyenlerin ellerinin montaj ve hizalama için manevra yapması için boşluklar gerektirebilir.

Tüm yasak alanlar tanımlandıktan sonra, AI noktaları birleştirir, dedi McClelland, bir veya iki saat gibi kısa bir sürede karmaşık yapı tasarımları üretir. “Algoritmaların insan gözüne ihtiyacı var,” dedi. “İnsan sezgisi neyin doğru göründüğünü bilir, ancak kendi haline bırakıldığında, algoritma bazen yapıları çok ince yapabilir.”

Bu gelişmiş yapıların, geleneksel bileşenlere kıyasla ağırlığın üçte ikisine kadar tasarruf ettiğini ve ticari satıcılar tarafından frezelenebileceğini söyledi. McClelland, “Bir prototip parçanın tasarımını, analizini ve imalatını gerçekleştirebilir ve onu bir hafta gibi kısa bir sürede elinizde bulundurabilirsiniz” dedi. “Çalışmaya alıştığımızla karşılaştırıldığında çok hızlı olabilir.”

McClelland, parçaların NASA standart doğrulama yazılımı ve potansiyel arıza noktalarını belirlemek için süreçler kullanılarak da analiz edildiğini söyledi. “Aslında riski azalttığını bulduk. Bu stres analizlerinden sonra, algoritma tarafından üretilen parçaların insan tasarımlarında sahip olduğunuz stres konsantrasyonlarına sahip olmadığını görüyoruz. Stres faktörleri, uzman bir insanın ürettiği parçalardan neredeyse on kat daha düşük.”

McClelland’ın gelişmiş bileşenleri, astrofizik balon gözlemevleri, Dünya-atmosfer tarayıcıları, gezegen enstrümanları, uzay hava durumu monitörleri, uzay teleskopları ve hatta Mars Sample Return görevi dahil olmak üzere farklı tasarım ve yapım aşamalarında NASA misyonları tarafından benimsenmiştir.

Goddard fizikçisi Peter Nagler, diğer yıldızların yörüngesinde dönen sıcak Jüpiter tipi dış gezegenleri incelemek için geliştirilen, balonla taşınan bir teleskop olan EXoplanet Climate Infrared Telescope (EXCITE) misyonunu geliştirmeye yardımcı olmak için evrimleşmiş yapılara yöneldi. Şu anda yapım ve test aşamasında olan EXCITE, her gezegenin ev sahibi yıldızı etrafındaki yörüngesinin sürekli gözlemlerini gerçekleştirmek için yakın kızılötesi bir spektrograf kullanmayı planlıyor.

Nagler, “Çok zorlu tasarım gereksinimleri olan birkaç alanımız var” dedi. “Tasarımcılarımız için zorluk teşkil eden belirli ara yüzlerin ve titiz yük özelliklerinin kombinasyonları vardı.”

McClelland, EXCITE teleskopunun arkası için alüminyum bir kriyojenik haznenin içine yerleştirilmiş IR alıcısının birincil aynayı destekleyen bir karbon fiber plakaya bağlandığı bir titanyum yapı iskelesi tasarladı. Nagler, “Bu malzemelerin çok farklı termal genleşme özellikleri var” dedi. “Aralarında, her iki malzemeyi de strese sokmayacak bir ara yüze sahip olmamız gerekiyordu.”

Uzun süreli bir NASA Süper Basınç Balonu, EXCITE görevinin SUV boyutundaki yükünü kaldıracak ve 2023 sonbaharında bir mühendislik test uçuşu planlanıyor.

NASA’nın Özel Parçaları için İdeal Tasarım Çözümü

Yapay zeka destekli tasarım, ekipman parçalarından tüm araba ve motosiklet şasisine kadar her şeyin bilgisayarlar tarafından geliştirildiği, büyüyen bir endüstridir.

McClelland, NASA için kullanım durumunun özellikle güçlü olduğunu söyledi.

McClelland, “Eğer bir motosiklet veya araba şirketiyseniz, üreteceğiniz yalnızca bir şasi tasarımı olabilir ve ardından bunlardan bir grup üreteceksiniz” dedi. Burada, NASA’da her yıl binlerce ısmarlama parça üretiyoruz.”

Reçineler ve metallerle 3D baskı, yapısal kafes kirişler, hareket eden veya açılan karmaşık sistemler veya gelişmiş hassas optikler gibi daha büyük bileşenleri mümkün kılarak yapay zeka destekli tasarımın geleceğini ortaya çıkaracak. “Bu teknikler, NASA ve ticari ortakların yörüngede standart bir fırlatma aracına sığmayacak daha büyük bileşenler inşa etmelerini sağlayabilir, hatta bu konumlarda bulunan malzemeleri kullanarak Ay veya Mars’ta inşaatı kolaylaştırabilir.”

Yapay zeka, 3D baskı veya eklemeli üretim ile yerinde kaynak kullanımının birleştirilmesi, Yerinde Servis, Montaj ve Üretim (ISAM) yeteneklerini geliştirecektir. ISAM, Beyaz Saray Bilim ve Teknoloji Politikası Bürosu’nun ISAM Ulusal Stratejisi ve ISAM Uygulama Planı tarafından tanımlandığı üzere, ABD uzay altyapısı gelişimi için kilit bir önceliktir .

Bu çalışma, NASA’nın Uzay Teknolojisi Görev Müdürlüğü’ndeki Merkez Yenilik Fonu ve Goddard’ın Dahili Araştırma ve Geliştirme (IRAD) programı tarafından desteklenmektedir .