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Jul 31, 2023

NASA의 새로운 풍선

NASA는 "제너레이티브 디자인(generative design)"이라는 AI 기반 기술을 사용하여 획기적으로

NASA는 다가오는 임무를 위한 하드웨어 설계 프로세스의 속도를 획기적으로 높이기 위해 "생성 설계"라는 AI 기반 기술을 사용하고 있으며, 최초의 AI 설계 임무 중 하나는 거대한 풍선을 사용하여 망원경을 성층권으로 들어올릴 것입니다.

필요:무게는 NASA 엔지니어가 새 우주선의 부품을 설계할 때 가장 중요한 고려 사항 중 하나입니다. 최종 물체가 무거울수록 발사에 더 많은 연료가 필요하고 임무 비용도 더 많이 듭니다.

그러나 엔지니어는 무게를 줄인다는 명목으로 강도를 희생할 수 없습니다. 부품이 우주에 도착한 후 파손된 경우 일반적으로 부품을 교체하거나 수리할 수 없습니다.

과제:최대한 가벼우면서도 높은 스트레스를 받는 우주 환경을 견딜 수 있는 하드웨어를 설계하는 것은 NASA에서 길고 지루한 과정입니다.

일반적으로 새로운 계측기 개발을 시작할 때 엔지니어에게는 가장 작은 브래킷 및 계측기 마운트까지 각 부품에 대한 일련의 요구 사항이 제공됩니다. 그런 다음 부품이 어떻게 보일지 생각하고 설계 소프트웨어를 사용하여 해당 부품의 모델을 만듭니다.

"우리는 테스트할 제품을 만들기 전에 문자 그대로 수년 동안 제품을 디자인할 것입니다."

그런 다음 응력 분석가와 설계에 대해 논의하고 필요한 경우 수정한 다음 설계에 대한 자체 피드백을 제공한 후 실제로 부품을 구성할 기계공에게 보냅니다.

NASA 연구 엔지니어인 Ryan McClelland는 Small Steps, Giant Leaps 팟캐스트에서 "사람들이 서로 피드백을 제공하는 만큼 개선되지만 사람들이 휴가를 가고 훈련을 받기 때문에 피드백 루프가 정말 매우 느립니다."라고 말했습니다.

"NASA 세계에서는 테스트할 제품을 만들기 전에 말 그대로 수년 동안 제품을 설계하는 경우가 많습니다."라고 그는 덧붙였습니다.

"AI는 해당 디자인이 어떻게 보일지에 대한 다양한 옵션을 제시합니다."

제너레이티브 디자인: 팬데믹 기간 동안 McClelland는 AI를 사용하여 이 프로세스를 가속화하는 아이디어를 탐색하기 시작했습니다. 그는 요구 사항에서 설계까지 거꾸로 작업할 수 있는 개념을 중심으로 구축된 일부 상용 소프트웨어를 사용하여 "생성 설계"라는 접근 방식을 발견했습니다.

"구조에 대한 요구 사항, 무엇을 유지해야 하는지, 어떤 종류의 부하를 확인해야 하는지부터 시작합니다. 그런 다음 AI는 해당 디자인이 어떻게 보일지에 대한 다양한 옵션을 제시하고 실제로 최적의 방식으로 발전합니다. 구조"라고 McClelland는 설명했습니다.

"최적의 구조를 발전시키면서 어떻게 제작될 것인지도 고려됩니다."라고 그는 계속 말했습니다. "가공하려는 경우 보유하고 있는 도구를 사용하여 가공할 수 있도록 해줍니다."

"구조물은 훨씬 더 잘 작동하는 경향이 있습니다. 대략 3배 정도 더 좋습니다."

영향:McClelland는 제너레이티브 디자인을 사용하여 만든 부품을 "진화한 구조"라고 부르며 이 기술이 NASA 엔지니어가 더 나은 하드웨어를 더 빠르게 설계하는 데 도움이 된다고 말합니다.

"구조를 생각해내는 것이 훨씬 더 빠르며 약 10배 더 빠릅니다. 그러면 구조가 훨씬 더 잘 수행되는 경향이 있으므로 성능이 3배 정도 더 좋습니다."라고 그는 Small Steps에 말했습니다.

"성능을 의미한다는 것은 실제로 무게 대비 강성 비율을 의미합니다. 따라서 매우 견고하고 가벼우며 인간이 설계한 구조보다 훨씬 더 강합니다."

"외계인" 디자인:디자인은 인간이 디자인한 구조물보다 좀 더 이상해 보일 수도 있습니다. McClelland는 일부 부품이 외계 종족의 뼈처럼 보인다고 설명합니다. 이는 NASA의 일부 사람들이 생성 디자인을 구매하도록 하는 데 어려움을 더했습니다. .

McClelland는 "미지의 것에 대한 두려움, 아직 검증되지 않은 것을 시도하는 것에 대한 일종의 두려움이 있습니다. 그것이 장벽 중 하나라고 생각합니다. 단지 이상해 보인다는 것"이라고 말했습니다.

그러나 NASA는 제너레이티브 디자인의 이점이 AI 창작물의 출현에 대한 무자비한 반응보다 더 크다는 것을 빠르게 인식하고 있습니다.