📂 Categoría: AI,Science,ai-in-action,sp-freelance,edit-series,editorial-sponsorship,ai,sp-review,nasa,science,space | 📅 Fecha: 1774632008
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Cuando el rover de la NASA en Marte, Perseverance, necesita ir del punto A al punto B, no es tan simple como conectar direcciones GPS. El rover debe evitar los campos rocosos, las dunas de arena y las pendientes pronunciadas de un planeta alienígena.
Para ayudar a trazar el camino a seguir para Perseverance, la NASA ha incluido la ayuda de IA y un gemelo digital. Los gemelos digitales son particularmente útiles en la NASA, que «opera en algunos de los entornos más extremos imaginables», dijo Kevin Murphy, director interino de inteligencia artificial de la NASA. La tecnología crea una réplica virtual del entorno y las condiciones del mundo real, lo que ayuda a los científicos de la NASA a comprender las condiciones en tiempo real en lugares como el espacio exterior y Marte.
Al igual que la NASA, la industria aeroespacial en su conjunto también está adoptando el uso de gemelos digitales con IA. El monitoreo y la verificación humanos son esenciales para aviones y armas que pueden poner en riesgo la vida de las personas, dijo Karen Willcox, directora del Instituto Oden de Ingeniería y Ciencias Computacionales y profesora de ingeniería aeroespacial e ingeniería mecánica en la Universidad de Texas en Austin.
«En gran parte del despliegue de IA que hemos visto en otros contextos, los riesgos de equivocarse no son de vida o muerte, y eso permite a las empresas moverse mucho más rápido», dijo Wilcox.
«La IA es muy poderosa», añadió. «Pero la IA por sí sola nunca será suficiente».
Dentro de los gemelos digitales de la NASA
Los gemelos digitales no son exactamente nuevos para la NASA. La agencia espacial fue pionera en el concepto. en la década de 1960 durante las misiones Apolo.
Desde entonces, la tecnología y sus casos de uso han avanzado. Murphy dice que con la IA, los gemelos digitales van más allá de los clones virtuales y ahora pueden hacer predicciones, diagnosticar problemas y recomendar acciones en tiempo real. La IA ofrece más información que los gemelos digitales por sí solas, añadió, y puede clasificar los datos de los sensores que ingresan al gemelo digital más rápido que los humanos, detectando anomalías o riesgos que podrían haber pasado desapercibidos.
Las dos tecnologías se utilizaron en conjunto cuando la NASA desarrolló el Perseverance Pathway. Murphy dijo a Business Insider que los ingenieros del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en California alimentaron información a un modelo de IA, el mismo tipo de datos que alimentarían a un humano que diseñara la trayectoria del rover de Marte. La IA ha generado una ruta que evita terrenos peligrosos. Baca juga tentang mksc. Los ingenieros de la NASA examinaron, refinaron y verificaron con una réplica virtual del entorno de Perseverance antes de enviar comandos al rover.
Una animación del rover Perseverance, donde la IA ayudó con la planificación de rutas. NASA/JPL-Caltech
La NASA también utilizó un conjunto de gemelos digitales para probar y monitorear su telescopio espacial James Webb, un enorme instrumento de cuatro pisos de altura y tan largo como una cancha de tenis.
«Era demasiado grande para probarlo en nuestra cámara de vacío térmico», dijo Murphy.
Uno de los gemelos era un modelo de vídeo en 3D, que permitió a los científicos seguir el despliegue de la sombrilla del telescopio, que es «una maniobra compleja con 344 puntos potenciales de falla», dijo Murphy.
El otro gemelo modeló el núcleo del telescopio para seguir su temperatura. Si se sobrecalienta, podría dejar al telescopio ciego e incapaz de observar galaxias, explicó Murphy.
Julie Van Campen, ingeniera de sistemas de misión para el telescopio Webb de la NASA, dijo que desarrollaron los gemelos a principios de la década de 2000, antes de que existiera la IA tal como la conocemos hoy. Pero los modeladores que crearon a los gemelos ahora están aplicando su experiencia a la próxima generación de proyectos de la NASA, que incluyen herramientas de inteligencia artificial, dijo.
Hoy, la NASA utiliza IA para analizar el enorme volumen de datos que recopila cada día el telescopio espacial James Webb. Con la ayuda de la IA, la NASA puede conectar conjuntos de datos de varios observatorios, lo que le permite obtener una perspectiva más amplia del universo.
A Van Campen le encantó el conjunto de datos como una mina de oro, y la IA ayudó a descubrir las pepitas y los tesoros enterrados en su interior.
Posibilidades infinitas, desafíos colosales
Aunque los enormes telescopios y los vehículos exploradores de Marte pueden parecer un nicho para la NASA, Murphy ve un potencial mucho más allá de la exploración espacial. La IA no es una tecnología única ni una “solución única para todos”, afirmó.
«Las aplicaciones posteriores para la industria aeroespacial en general son infinitas», afirmó.
Willcox dijo que el mantenimiento predictivo se encuentra entre las aplicaciones más comunes en la industria aeroespacial. Los sensores transmiten datos en tiempo real desde una aeronave o motor al gemelo digital, la IA actualiza el estado de la réplica en tiempo real y el gemelo puede generar predicciones para que los humanos las evalúen.
Esto traslada el mantenimiento de un cronograma establecido a uno en el que las piezas se reemplazan solo cuando el modelo tiene problemas de desgaste o rendimiento, y los fabricantes pueden planificar el tiempo de inactividad con anticipación. Aerobús es una empresa que utiliza gemelos digitales e inteligencia artificial para el mantenimiento predictivo, así como para el desarrollo y la fabricación de productos.
Mientras tanto, boeing implementa tecnología de inteligencia artificial y gemelo digital para simular las condiciones de prueba de sus aviones.
Willcox dijo que las empresas y agencias aeroespaciales quieren utilizar gemelos digitales durante las pruebas y evaluaciones, lo que puede llevar mucho tiempo y ser costoso. En el desarrollo de un avión de combate militar, por ejemplo, se podría gastar una cuarta parte del presupuesto en pruebas y evaluación, afirmó. La Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa gestiona una programa de investigación en torno a la IA y los gemelos digitales para acelerar las pruebas de sistemas de combate, preservando al mismo tiempo la seguridad.
Pero Willcox dijo que los riesgos son altos en la industria aeroespacial, y requieren una mayor verificación y validación de los resultados de la IA que en otros sectores.
«Podrías ir mucho más rápido si no tuvieras que preocuparte por cometer un error», dijo Willcox. «Así no es como hacemos las cosas en el sector aeroespacial».
Ella considera que la IA y los gemelos digitales complementan a los humanos, donde la tecnología proporciona un flujo bidireccional de información entre entornos físicos y virtuales, lo que permite a los profesionales interactuar con la tecnología en lenguaje natural y tomar decisiones en tiempo real.
Murphy dijo que los equipos de la NASA realizaron “pruebas exhaustivas” antes de lanzar tecnologías de inteligencia artificial con el rover de Marte. Agregó que verificaron más de 500.000 variables antes de enviar comandos a Perseverance. Y verifican y actualizan continuamente los gemelos digitales con respecto al rendimiento del mundo real.
Todo vuelve a una misión central: explorar opciones, tomar decisiones y detectar problemas, “sin poner en riesgo a las personas ni a los equipos”, dijo Murphy.
