Misiones espaciales diseñadas por algoritmo: cómo la NASA está abrazando la IA para crear nuevas piezas

Uno esperaría que los componentes de futuras misiones espaciales fueran elegantes y futuristas. Las nuevas piezas de la NASA no lo son, y casi parece construidas al azar para ver qué pasaba. El azar no tiene nada que ver aquí, y la NASA ha recurrido a una nueva técnica para avanzar en la creación de piezas para futuras misiones espaciales.

Inteligencia artificial generativa. Este tipo de sistemas ya nos han asombrado a la hora de crear imágenes —DALL·E 2, Midjourney, Stable Diffusion— y texto —ChatGPT, el nuevo Bing—, pero llevan tiempo usándose en el ámbito del diseño industrial, y la NASA ha tomado buena nota. Un nuevo proceso ingenieril ha convertido a este tipo de sistemas en cruciales para construir nuevas piezas para futuras misiones espaciales.

Conectando los puntos. Ryan McClelland, ingeniero en la NASA, las llama "estructuras evolucionadas". Los especialistas de CAD primero diseñan superficies en las que ciertaspiezas deben conectarse a los instrumentos o la nave. Tienen que tener en cuenta el uso futuro de rayos láser y sensores ópticos que deben poder usarse en esos volúmenes, y a partir de ahí entra con fuerza la inteligencia artificial, que crea diseños de estructuras complejas en apenas un par de horas.

Pero siempre con asistencia humana. Eso sí, cómo McCLelland indica, estos sistemas de inteligencia artificial se usan con un especialista humano pendiente del proceso. "Los algoritmos necesitan un ojo humano. La intuición humana sabe lo que tiene buen aspecto, y si le dejas solo, el algoritmo puede algunas veces crear estructuras demasiado delgadas".

Más ligeras que nunca. Las estructuras creadas por esos sistemas de inteligencia artificial recortan hasta en un 66% el peso de los componentes tradicionales, y pueden ser fabricadas por vendedores comerciales, lo que hace que el proceso de diseño y fabricación de prototipos para pruebas se reduzca de forma notable y se pueda completar "en una semana".

Piezas "alienígenas". Estos diseños son singulares por sus formas y estructura, pero el análisis y validación posteriores de la NASA para identificar posibles puntos de fallo confirma su calidad. "De hecho estas piezas reducen el riesgo. Tras el análisis de estrés, descubrimos que las partes generadas por el algoritmo no tienen las concentraciones de estrés de los diseños humanos". En algunos casos, destaca, ese factor de estrés es diez veces inferior al de las piezas diseñadas por expertos humanos.

Cada vez más usadas. Estas estructuras evolucionadas ya se han usado en varias fases de misiones relacionadas con observatorios de astrofísica, escánares de la atmósfera terrestre, instrumentos planetarios, estaciones que estudian la meteorología espacial o incluso la misión Mars Sample Return que recogerá y traerá muestras de Marte recolectadas por el Perseverance.

EXCITE. Uno de las próximas misiones que incluirán estas piezas será el telescopio EXCITE (EXoplanet Climate Infrared TElescope). Su objetivo es estudiar exoplanetas del estilo de Júpiter que orbiten otras estrellas de nuestro universo, y una de las estructuras básicas creadas en aluminio ha sido diseñada por estos sistemas de inteligencia artificial. Esa pieza, de hecho, contaba con "especificaciones de carga muy exigentes que suponían un reto para nuestros diseñadores".