Инженерная компания из Дубая LEAP71 сообщила, что спроектированный нейронной сетью Noyron и напечатанный на 3D-принтере из меди ракетный двигатель успешно прошёл первые испытания на полигоне в Великобритании. Событие прокомментировал эксперт из МАИ, старший преподаватель кафедры 601 «Космические системы и ракетостроение» Иван Рудой.
Здравствуйте, Иван. Как вы считаете, нейросеть действительно способна создать целый двигатель?
Если говорить конкретно о сообщении компании LEAP71, то у них нейросеть создала пока геометрическую модель или, коротко говоря, рабочую конструкцию двигателя. Это только первый шаг. Потом необходимо произвести опытный образец, испытать его, после испытания – получить обратную связь, правильно ли всё работает, после чего откорректировать конструкцию, и цикл начинается заново, пока двигатель не выдаст требуемые от него параметры.
Как в принципе нейросеть может создать такую сложную машину?
Она учится делать это постепенно. Нельзя сказать, что она придумала с нуля какую-то конструкцию. Нет. Нейросеть работает по-другому: она берёт какие-то примеры или закономерности и по этим исходным данным проектирует конструкцию двигателя.
Насколько работоспособен проект нейросети? Единственный способ это проверить – провести испытание. Огневые испытания дорогие, поэтому сначала лучше провести виртуальные, на компьютере, проверить нейросеть на адекватность. А можно поступить иначе – сразу «вшить» виртуальные испытания в модель нейросети, чтобы она не только проектировала, создавала цифровую конструкцию, но сразу же её и тестировала.
Но дубайский двигатель проработал только 15 секунд. Разве этого достаточно?
Этого вполне достаточно, чтобы провести первое испытание. За эти несколько секунд двигатель выходит на рабочий режим, и дальше иногда просто нет смысла продолжать, потому что и так понятно, что он будет работать. Потом создаётся уже полноценный опытный образец, который проходит длительные испытания.
Можно ли говорить о сроках, когда появится настоящий, рабочий двигатель, сконструированный искусственным интеллектом? Или пока ещё рано?
Если говорить о серийном производстве, то здесь есть определённые технические препятствия. Нейросеть может нам давать разные варианты конструкции, но нам нужно как-то произвести их. С точки зрения газодинамики они могут быть правильными, но с точки зрения заводского технолога – нет. У дубайского двигателя очень сложная геометрия, а классические заводы крупных космических центров не умеют производить такие формы. На сегодняшний момент это исключительно штучное производство.
А разве нейросеть не может сделать что-то стандартное, что под силу сегодняшнему производству?
А зачем тогда нейросеть? Возьмём современную техническую литературу по двигателям: в них камера сгорания исключительно цилиндрической формы. И редко какой инженер задастся вопросом: а надо ли эту форму менять? Вроде, горит да горит: зачем менять то, что работает? А у нейросети нет зашоренности, как у инженеров с опытом, и она может выдавать очень интересные, экзотические формы, конструкции, решения. И даже если что-то из этого не сработает на испытаниях, у инженера-человека от этого появляется насмотренность. Он уже будет допускать у себя в сознании изменение привычных форм.
Почему модель двигателя напечатали на 3D-принтере?
3D-принтер – это самый быстрый и лёгкий способ воплотить нестандартную конструкцию. Нейросети могут создавать конструкции любой формы и творчески подходят к решению задачи. Если присмотреться к фотографии дубайского двигателя, то на ней можно увидеть, какой он необычной, неклассической, я бы даже сказал, неправильной формы.
Известно, что ракетные двигатели эксплуатируются в экстремальных условиях высоких температур. Порошки, из которых печатают 3D-принтеры, могут сравниться по свойствам с огнеупорными сплавами?
Да, есть порошки из титана. Кроме того, существуют порошки и из других металлов и металлических сплавов, которые способны выдержать такие высокие температуры.
То есть, в принципе, можно и вполне рабочий ракетный двигатель напечатать на 3D-принтере?
Да, конечно. Более того, можно напечатать конструкцию двигателя такой, что топливо будет идти через микроканалы в стенках, и тогда уже не так важно будет, какая жаростойкость у металла, если его постоянно охлаждает топливо. Например, в испытаниях дубайского двигателя температура пламени превышала отметку в 1000 °С, а температура конструкции – всего 250 °С на поверхности. Это говорит о том, что топливо постоянно охлаждает двигатель, и поэтому разработчики смогли обойтись без титана.
И в этом, кстати, ещё одно преимущество 3D-печати: мы можем создавать очень сложные, тонкие, труднодоступные с точки зрения производства каналы охлаждения. А попробуй сделать охлаждение с такими тонкими капиллярами и трубками, как придумала нейросеть, традиционным методом производства на заводе? Это будет технологически очень сложно.
Итак, умные технологии уже применяются в разработке и изготовлении ракетных двигателей. Какие ещё задачи предстоит решить при помощи IT-технологий в космосе?
Например, сегодня до сих пор не создана единая система отслеживания всех летающих на орбите космических аппаратов и других объектов, в том числе космического мусора, которая бы предупреждала о столкновении.
В авиации такая система уже существует: есть крупные диспетчерские центры, которые отслеживают полёты по всему миру. Сегодня любой человек может открыть карту Flightradar и посмотреть, где какой самолёт летит.
В космонавтике есть отдельные передовики – Франция, Германия, Россия, США, которые отслеживают очень много объектов, но они делают это собственными радарами, то есть видят только свой кусок неба.
Страны делятся этими данными только частично, но единая система необходима, и IT-сектор может справиться с такой задачей.
Способны ли IT-технологии подтолкнуть отрасль к развитию? Можете привести пример?
Есть технологии, которые, на первый взгляд, не касаются космоса, но очень нужны для развития отрасли. Например, технология электронного документооборота с участием искусственного интеллекта.
Зачастую чтобы сделать какое-то рутинное дело, например отправить сотрудника в командировку, нужно ходить по кабинетам, стоять в очереди, чтобы подписали документ. Переход к электронному документообороту не спасёт положение: он просто уберёт из процесса ручку и бумагу, но всё равно ответственный специалист должен оставить подпись – при помощи мышки, клавиатуры. В этом случае физические очереди сменяются виртуальными.
Искусственный интеллект, на мой взгляд, мог бы взять на себя роль секретаря. Если это какая-то рутинная операция, а у вас десятки таких операций за день, нейросеть можно научить делать проверку и, если всё сходится, автоматически ставить разрешения.
Да, это новый принцип, нужно часть ответственности передать нейросети. Кто в таком случае будет отвечать за ошибки? Это новый философский вопрос. Однако именно такие, на первый взгляд, маловажные вещи помогут продвигать проекты.
Материал подготовлен при поддержке Минобрнауки России
Здравствуйте, Иван. Как вы считаете, нейросеть действительно способна создать целый двигатель?
Если говорить конкретно о сообщении компании LEAP71, то у них нейросеть создала пока геометрическую модель или, коротко говоря, рабочую конструкцию двигателя. Это только первый шаг. Потом необходимо произвести опытный образец, испытать его, после испытания – получить обратную связь, правильно ли всё работает, после чего откорректировать конструкцию, и цикл начинается заново, пока двигатель не выдаст требуемые от него параметры.
Как в принципе нейросеть может создать такую сложную машину?
Она учится делать это постепенно. Нельзя сказать, что она придумала с нуля какую-то конструкцию. Нет. Нейросеть работает по-другому: она берёт какие-то примеры или закономерности и по этим исходным данным проектирует конструкцию двигателя.
Насколько работоспособен проект нейросети? Единственный способ это проверить – провести испытание. Огневые испытания дорогие, поэтому сначала лучше провести виртуальные, на компьютере, проверить нейросеть на адекватность. А можно поступить иначе – сразу «вшить» виртуальные испытания в модель нейросети, чтобы она не только проектировала, создавала цифровую конструкцию, но сразу же её и тестировала.
Но дубайский двигатель проработал только 15 секунд. Разве этого достаточно?
Этого вполне достаточно, чтобы провести первое испытание. За эти несколько секунд двигатель выходит на рабочий режим, и дальше иногда просто нет смысла продолжать, потому что и так понятно, что он будет работать. Потом создаётся уже полноценный опытный образец, который проходит длительные испытания.
Можно ли говорить о сроках, когда появится настоящий, рабочий двигатель, сконструированный искусственным интеллектом? Или пока ещё рано?
Если говорить о серийном производстве, то здесь есть определённые технические препятствия. Нейросеть может нам давать разные варианты конструкции, но нам нужно как-то произвести их. С точки зрения газодинамики они могут быть правильными, но с точки зрения заводского технолога – нет. У дубайского двигателя очень сложная геометрия, а классические заводы крупных космических центров не умеют производить такие формы. На сегодняшний момент это исключительно штучное производство.
А разве нейросеть не может сделать что-то стандартное, что под силу сегодняшнему производству?
А зачем тогда нейросеть? Возьмём современную техническую литературу по двигателям: в них камера сгорания исключительно цилиндрической формы. И редко какой инженер задастся вопросом: а надо ли эту форму менять? Вроде, горит да горит: зачем менять то, что работает? А у нейросети нет зашоренности, как у инженеров с опытом, и она может выдавать очень интересные, экзотические формы, конструкции, решения. И даже если что-то из этого не сработает на испытаниях, у инженера-человека от этого появляется насмотренность. Он уже будет допускать у себя в сознании изменение привычных форм.
Почему модель двигателя напечатали на 3D-принтере?
3D-принтер – это самый быстрый и лёгкий способ воплотить нестандартную конструкцию. Нейросети могут создавать конструкции любой формы и творчески подходят к решению задачи. Если присмотреться к фотографии дубайского двигателя, то на ней можно увидеть, какой он необычной, неклассической, я бы даже сказал, неправильной формы.
Известно, что ракетные двигатели эксплуатируются в экстремальных условиях высоких температур. Порошки, из которых печатают 3D-принтеры, могут сравниться по свойствам с огнеупорными сплавами?
Да, есть порошки из титана. Кроме того, существуют порошки и из других металлов и металлических сплавов, которые способны выдержать такие высокие температуры.
То есть, в принципе, можно и вполне рабочий ракетный двигатель напечатать на 3D-принтере?
Да, конечно. Более того, можно напечатать конструкцию двигателя такой, что топливо будет идти через микроканалы в стенках, и тогда уже не так важно будет, какая жаростойкость у металла, если его постоянно охлаждает топливо. Например, в испытаниях дубайского двигателя температура пламени превышала отметку в 1000 °С, а температура конструкции – всего 250 °С на поверхности. Это говорит о том, что топливо постоянно охлаждает двигатель, и поэтому разработчики смогли обойтись без титана.
И в этом, кстати, ещё одно преимущество 3D-печати: мы можем создавать очень сложные, тонкие, труднодоступные с точки зрения производства каналы охлаждения. А попробуй сделать охлаждение с такими тонкими капиллярами и трубками, как придумала нейросеть, традиционным методом производства на заводе? Это будет технологически очень сложно.
Итак, умные технологии уже применяются в разработке и изготовлении ракетных двигателей. Какие ещё задачи предстоит решить при помощи IT-технологий в космосе?
Например, сегодня до сих пор не создана единая система отслеживания всех летающих на орбите космических аппаратов и других объектов, в том числе космического мусора, которая бы предупреждала о столкновении.
В авиации такая система уже существует: есть крупные диспетчерские центры, которые отслеживают полёты по всему миру. Сегодня любой человек может открыть карту Flightradar и посмотреть, где какой самолёт летит.
В космонавтике есть отдельные передовики – Франция, Германия, Россия, США, которые отслеживают очень много объектов, но они делают это собственными радарами, то есть видят только свой кусок неба.
Страны делятся этими данными только частично, но единая система необходима, и IT-сектор может справиться с такой задачей.
Способны ли IT-технологии подтолкнуть отрасль к развитию? Можете привести пример?
Есть технологии, которые, на первый взгляд, не касаются космоса, но очень нужны для развития отрасли. Например, технология электронного документооборота с участием искусственного интеллекта.
Зачастую чтобы сделать какое-то рутинное дело, например отправить сотрудника в командировку, нужно ходить по кабинетам, стоять в очереди, чтобы подписали документ. Переход к электронному документообороту не спасёт положение: он просто уберёт из процесса ручку и бумагу, но всё равно ответственный специалист должен оставить подпись – при помощи мышки, клавиатуры. В этом случае физические очереди сменяются виртуальными.
Искусственный интеллект, на мой взгляд, мог бы взять на себя роль секретаря. Если это какая-то рутинная операция, а у вас десятки таких операций за день, нейросеть можно научить делать проверку и, если всё сходится, автоматически ставить разрешения.
Да, это новый принцип, нужно часть ответственности передать нейросети. Кто в таком случае будет отвечать за ошибки? Это новый философский вопрос. Однако именно такие, на первый взгляд, маловажные вещи помогут продвигать проекты.
Материал подготовлен при поддержке Минобрнауки России