La NASA utilise l’IA pour concevoir du matériel « trois fois plus performant »
L’agence spatiale NASA a commencé à utiliser l’intelligence artificielle pour développer son matériel de mission, créant des composants qui, selon elle, sont nettement plus solides que leurs homologues conçus par l’homme tout en économisant les deux tiers du poids.
Le processus Evolved Structures, développé par l’ingénieur de recherche Ryan McClelland, prend une fraction du temps nécessaire aux concepteurs experts de la NASA et s’appuie sur un algorithme génératif pour créer des supports et des supports métalliques pour différentes missions d’exploration spatiale.
« Les humains, peut-être qu’ils font une itération toutes les semaines ou deux entre eux, si les choses vont bien », a expliqué McClelland sur le podcast Small Steps, Giant Leaps de la NASA.
« L’IA fera quelque chose de l’ordre d’une itération par minute. Ainsi, vous obtenez beaucoup plus de cycles d’itération, et à cause du plus grand nombre de cycles d’itération, vous obtenez simplement des conceptions plus optimales beaucoup, beaucoup plus rapidement. »
Jusqu’à présent, le système a été utilisé pour tout concevoir, d’un échafaudage pour le télescope EXCITE monté sur ballon de la NASA à un banc optique pour un spectromètre d’imagerie ultraviolette pour contenir ses composants optiques.
« Parmi les applications actuelles, le banc optique est probablement le plus impressionnant », a déclaré McClelland à Dezeen.
« Il s’écarte radicalement des bancs optiques typiques et offre de bien meilleures performances structurelles. Il a également consolidé ce qui aurait été environ 10 pièces en une seule pièce qui peut encore être usinée CNC. »
Tout comme le chatbot ChatGPT ou le générateur d’images DALL-E, le système repose toujours sur une intervention humaine sous la forme d’un brief précis, détaillant les exigences de la pièce, y compris la charge qu’elle doit supporter et les forces auxquelles elle sera exposée.
Ces données sont introduites dans le logiciel de conception générative, qui est capable de produire 30 à 40 itérations en quelques heures, chacune améliorant la dernière pour faire évoluer une structure optimale.
« L’IA propose la conception, puis la teste par analyse par éléments finis pour s’assurer qu’elle fonctionne, pour vérifier les exigences, puis elle effectue également une simulation de fabrication pour s’assurer qu’elle peut être fabriquée », a expliqué McClelland sur le podcast. .
Cela signifie que la conception finale peut être introduite directement dans un processus de fabrication numérique et usinée par une fraiseuse CNC standard basée sur le modèle CAO.
De la conception à la production, ce processus peut prendre aussi peu qu’une semaine. McClelland estime que c’est environ dix fois plus rapide que le processus normal de la NASA, qui implique que la conception soit transmise entre un concepteur, un analyste de stress qui vérifie ses performances et un machiniste qui teste s’il peut être fabriqué.
« Ce que fait le processus Evolved Structures, c’est faire des allers-retours entre quelques personnes différentes – et cela peut prendre des mois ou des années selon le projet et le degré de dévouement des gens et s’ils travaillent sur d’autres choses – et il réduit cela à quelque chose qui est entièrement fait par l’ordinateur », a-t-il déclaré.
Les composants résultants présentent des formes organiques « presque semblables à des os » capables de tolérer des charges structurelles plus élevées que les pièces produites par l’homme.
En fait, McClelland a découvert que les composants conçus par l’IA ont des concentrations de contraintes jusqu’à 10 fois inférieures tout en économisant jusqu’à deux tiers du poids.
« Les structures ont tendance à bien mieux fonctionner », a-t-il déclaré. « Ils sont quelque part de l’ordre de trois fois meilleurs en termes de performances. »
Étant donné que la NASA fabrique chaque année des milliers de pièces sur mesure pour ses différentes missions, McClelland prédit que le processus de conception deviendra une pratique courante lors de la conception de pièces structurelles, d’électronique et d’autres sous-systèmes au sein des instruments et engins spatiaux de la NASA.
Ceci, à son tour, aiderait à réduire à la fois le temps et les coûts associés à l’exploration spatiale.
« La station spatiale contient six ou sept personnes mais c’est 100 milliards de dollars », a-t-il expliqué. « Je pense vraiment que l’IA a le potentiel de réduire considérablement le coût de développement de ces systèmes complexes, car elle est vraiment excellente pour ce genre de choses. »
Auparavant, la société de logiciels allemande Hyperganic utilisait l’IA pour développer un prototype de moteur de fusée qui était imprimé en 3D en une seule pièce.
La photographie est de Henry Dennis.