ВЫБОР РЕДАКЦИИ

Перспективы развития микроконтроллеров с краевым искусственным интеллектом

Проблемы разработки программно-управляемого аппаратного обеспечения

Искусственный интеллект – перспективы развития

Наступление эры искусственного интеллекта реального масштаба времени

Искусственный интеллект и увеличение интереса к краевым вычислениям

Бесшовная связь – становой хребет Четвертой промышленной революции

Использование биометрии в Сухопутных войсках США

Вопросы развития краевых вычислений

Машинное обучение открывает новые возможности FPGA

Материалы Симпозиума SEMI по промышленной политике

Современное состояние и перспективы развития рынка САПР

Teraki совершает «квантовый скачок» в сфере больших данных

Бум стартапов во Франции

Материалы Симпозиума SEMI по промышленной политике

Вопросы развития краевых вычислений

Экономические аспекты развития технологий искусственного интеллекта

О перспективах рынка потребительской электроники

Средства искусственного интеллекта учатся распознавать звуки

Превосходство КНР в области искусственного интеллекта: правда или миф?

Некоторые проблемы развития памяти с высокой пропускной способностью

Массивные роботы с искусственным интеллектом печатают полномасштабные 3D-ракеты

Массивные роботы с искусственным интеллектом печатают полномасштабные 3D-ракеты

Выпуск 22 (6696) от 07 ноября 2019 г.
РУБРИКА: ОБОРУДОВАНИЕ

Relativity Space – ​американский стартап, который планирует объединить 3D-печать и искусственный интеллект, чтобы сделать для ракетостроения то, что Генри Форд совершил в автомобильной промышленности. На его заводе уже создана верхняя ступень ракеты, которая вскоре будет отправлена в штат Миссисипи для первых испытаний. Однако Relativity Space хочет не просто строить ракеты, но строить их на Марсе. Как именно? При помощи роботов!

Штаб-квартира Relativity Space в Лос-Анджелесе (шт. Калифорния) оборудована четырьмя крупнейшими в мире металлическими 3D-принтерами. Последняя модель принтера, разработанная компанией, получила название Stargate. Высота оборудования составляет более 9 м. Два массивных манипулятора выступают из аппарата подобно щупальцам. Практически целиком ракету Terran-1 (кроме электроники, кабелей, нескольких подвижных частей и резиновых прокладок) планируется изготовить на принтерах Stargate.

Чтобы обеспечить возможность изготовления ракеты при помощи 3D-печати, команде Relativity Space пришлось полностью переосмыслить конструкцию ракет. В результате у Terran‑1 будет в 100 раз меньше деталей, чем у ракет сопоставимого класса. Так, двигатель состоит всего из 100 деталей, тогда как у ракеты на жидком топливе их тысячи. В Relativity Space считают, что благодаря объединению деталей и их оптимизации для 3D-печати процесс производства от этапа подготовки исходных материалов до транспортировки на испытательный полигон займет всего 60 дней – ​правда, пока теоретически. Terran‑1 еще не собрана полностью, а ее полет ожидается не раньше 2021 г. Полномасштабное испытание станет самым важным этапом в процессе становления новой технологии. Затем компания сможет приступить к решению других вопросов – ​например, есть ли необходимость в создании новой ракеты каждые 60 дней.

Relativity Space надеется занять свою нишу на рынке. В собранном виде Terran‑1 будет иметь высоту около 30,5 м и сможет доставлять спутники весом до 1270 кг на низкую околоземную орбиту. Это дает ей преимущество перед небольшими спутниковыми пусковыми установками, такими как Electron компании Rocket Lab, но вместе с этим Terran‑1 значительно уступает грузоподъемности массивных ракет, таких как Falcon 9 компании SpaceX. В компании считают, что Terran‑1 особенно хорошо подойдет для перевозки спутников среднего размера.

Relativity Space – ​не единственная компания, которая использует 3D-печать для создания ракет. SpaceX, Blue Origin, Rocket Lab и другие также применяют ее для изготовления отдельных деталей.



Источник: Relativity Space

Для обеспечения возможности 3D-печати ракеты Relativity Space упростила конструкцию многих компонентов, в том числе двигателя


Сотрудники Relativity Space полагают, что в долгосрочной перспективе ракеты, изготовленные путем 3D-печати, станут ключом к транспортировке критической инфраструктуры на поверхность Марса и обратно. Эти ракеты могут, например, использоваться для проведения научных экспериментов на орбите вокруг Марса или для возврата образцов на Землю.

Один из сотрудников Relativity Space участвовал в разработке программы аддитивного производства, будучи студентом Калифорнийского университета. Увиденное вдохновило его на идею роботизированной ракетной фабрики.

Однако для воплощения проекта необходимо было приобрести несколько гигантских 3D-принтеров. Сердцем роботизированной ракетной фабрики Relativity Space стал Stargate – ​крупнейший в мире металлический 3D-принтер. Первая версия Stargate имеет в высоту около 4,5 м и снабжена тремя манипуляторами, которые используются для сварки металла, контроля работы принтера и устранения дефектов. Чтобы напечатать крупный компонент, такой как топливный бак или корпус ракеты, принтер подает километры специально изготовленной тонкой проволоки из алюминиевого сплава к концу манипулятора, где плазменная дуга плавит металл. Затем расплавленный металл выкладывается тонкими слоями в соответствии с паттернами, запрограммированными в ПО аппарата, а в это время головка принтера на конце манипулятора выдувает неокисляющий газ, создавая своего рода «чистую комнату» в месте осаждения. Новая версия Stargate, недавно появившаяся у компании, способна за один раз напечатать даже более крупные компоненты, такие как обтекатель ракеты или топливные камеры. Этот принтер в два раза выше своего предшественника и имеет только два манипулятора, каждый из которых может, однако, выполнять больше задач. Следующая модель Stargate, скорее всего, снова удвоится в размерах, что в конечном итоге позволит компании производить более массивные ракеты.



Источник: Relativity Space

Джордан Ноон, технический директор и соучредитель Relativity Space, стоит рядом со второй версией 3D-принтера Stargate в штаб-квартире компании


Принтеры Stargate подходят для печати крупных деталей, но для деталей, требующих большей точности, таких как двигатель ракеты, Relativity Space пользуется теми же коммерчески доступными металлическими 3D-принтеры, что и другие аэрокосмические компании. В этих принтерах применяется другая техника печати, при которой лазер сваривает слои ультрадисперсной пыли из нержавеющей стали.

Сотрудники утверждают, что настоящий секрет ракет Relativity Space – ​это искусственный интеллект, управляющий печатью. Перед началом процесса компания запускает симуляцию того, как итоговая печать должна выглядеть. Так как манипуляторы осаждают металл, набор датчиков собирает визуальные, экологические и даже аудиоданные. Программное обеспечение Relativity Space сравнивает их, чтобы улучшить процесс печати. Благодаря тому, что специалисты смогли обучить принтер, уровень брака значительно снизился. С каждой новой деталью алгоритм машинного обучения совершенствуется. Предполагается, что в будущем 3D-принтер сможет самостоятельно распознавать собственные ошибки, резать и добавлять металл, пока не получит безупречную деталь. В этом и есть ключ к переносу автоматизированного производства на другие планеты. Чтобы напечатать материал на Марсе, нужна система, способная адаптироваться к самым непредсказуемым условиям. Иными словами, специалисты компании работают над созданием алгоритма печати, который может быть задействован на других планетах.

Не все убеждены в том, что подход Relativity Space к ракетостроению – ​это путь вперед, по крайней мере с точки зрения земных интересов. Как отмечают некоторые эксперты, компании аэрокосмической отрасли форсируют внедрение 3D-печати, в частности для изготовления компонентов двигателей, однако вопрос в том, окупится ли 3D-печать, к примеру, алюминиевых топливных баков по сравнению с традиционными методами их производства.

Relativity Space уже заключила сделки на несколько сот миллионов долларов с рядом крупных спутниковых операторов. Однако некоторые инвесторы видят в будущем стартапа нечто большее, чем просто коммерциализация бизнеса и запуск определенных сервисов. Они сравнивают компанию с Amazon Web Services в плане предоставления критически важной инфраструктуры для небольших космических компаний.

Опыт Relativity Space в аэрокосмической 3D-печати может иметь долгосрочную ценность. Даже если дело не дойдет до полноценного производства ракет на Марсе, компания сможет изготавливать другие компоненты на орбите. В любом случае это большой шаг вперед для всей отрасли.

Тем не менее ракеты являются первоочередной целью. До сих пор компания тестировала двигатель, баки высокого давления и турбонасосы, изготовленные с помощью 3D-печати, но остается еще много проектов, которые предстоит реализовать. Как только ракета будет собрана, она отправится на Launch Complex 16 в космическом центре им. Кеннеди во Флориде, где Relativity Space арендует стартовую площадку. Первый полет ракеты, полностью напечатанной на 3D-принтере, станет важным событием в освоении космоса, но для Relativity Space это будет только начало их долгого путешествия на Марс.


Oberhaus Daniel. Massive, AI-Powered Robots Are 3D-Printing Entire Rockets. Wired, October 14, 2019: https://www.wired.com/story/massive-ai-powered-robots-are‑3d-printing-entire-rockets/


ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ