La NASA recurre a la IA para diseñar hardware de misión

Las naves espaciales y el hardware de la misión diseñados por una inteligencia artificial pueden parecerse a los huesos dejados por algunas especies alienígenas, pero pesan menos, toleran cargas estructurales más altas y requieren una fracción del tiempo que tardan las piezas diseñadas por los humanos en desarrollarse.

"Se ven algo  extraños", dijo el ingeniero de investigación Ryan McClelland, "pero una vez que los ves en función, realmente tiene sentido".
 
McClelland fue pionero en el diseño de estas piezas especializadas y únicas utilizando software de IA disponible comercialmente en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, produciendo hardware que ha denominado estructuras evolucionadas.

Para crear estas piezas, un especialista en diseño asistido por computadora (CAD) comienza con los requisitos de la misión y dibuja las superficies donde la pieza se conecta al instrumento o nave espacial, así como a los pernos y accesorios para electrónica y otro hardware. Aunque a veces se necesita de la intervención del diseñador para evitar que el algoritmo bloquee un sensor óptico o una parte importante de la pieza. Finalmente, las construcciones más complejas pueden requerir espacios para que las manos de los técnicos maniobren el ensamblaje y la alineación.

Una vez que se definen todas las áreas prohibidas, la IA conecta los puntos, dijo McClelland, produciendo diseños de estructuras complejas en tan solo una o dos horas. "Los algoritmos necesitan un ojo humano", dijo. "La intuición humana sabe lo que parece correcto, pero abandonado a sí mismo, el algoritmo a veces puede hacer que las estructuras sean demasiado delgadas".

Estas estructuras evolucionadas ahorran hasta dos tercios del peso en comparación con los componentes tradicionales, dijo, y pueden ser fresadas por proveedores comerciales. "Puede realizar el diseño, análisis y fabricación de una pieza prototipo, y tenerla en la mano en tan solo una semana", dijo McClelland. "Puede ser radicalmente rápido en comparación con cómo estamos acostumbrados a trabajar".

​Los componentes evolucionados de McClelland han sido adoptados por las misiones de la NASA en diferentes etapas de diseño y construcción, incluidos los observatorios de globos astrofísicos, los escáneres Tierra-atmósfera, los instrumentos planetarios, los monitores del clima espacial, los telescopios espaciales e incluso la misión Mars Sample Return.

El físico de Goddard Peter Nagler recurrió a estructuras evolucionadas para ayudar a desarrollar la misión EXoplanet Climate Infrared TElescope (EXCITE), un telescopio en globo desarrollado para estudiar exoplanetas calientes de tipo Júpiter que orbitan otras estrellas. Actualmente se encuentra en construcción y pasando por pruebas para verificar su viabilidad; EXCITE planea usar un espectrógrafo de infrarrojo cercano para realizar observaciones continuas de la órbita de cada planeta alrededor de su estrella anfitriona.
 
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McClelland diseñó un andamio de titanio para la parte posterior del telescopio EXCITE, donde el receptor IR alojado dentro de una cámara criogénica de aluminio se conecta a una placa de fibra de carbono que soporta el espejo primario. "Estos materiales tienen propiedades de expansión térmica muy diferentes", dijo Nagler. "Teníamos que tener una interfaz entre ellos que no estresara ninguno de los dos materiales"