La inteligencia artificial y la llegada de la máquina de autodiseño.

Bienvenido a Ars UNITE, nuestra conferencia virtual de una semana sobre las formas en que la innovación reúne parejas inusuales. Cada día de esta semana, de miércoles a viernes, les traemos un par de historias sobre cómo enfrentar el futuro. El enfoque de hoy está en la inteligencia artificial en la fabricación y el espacio: ¡prepárate para despegar!

La fabricación se encuentra en los primeros estados de un estado de interrupción provocado por tecnologías como la inteligencia artificial (AI) y la impresión 3D. La “fabricación aditiva” ya se ha desarrollado en compañías como Porsche y Bugatti, y el fabricante de aviones Airbus está experimentando con UAV THOR, un dron hecho completamente de piezas impresas en 3D. Al mismo tiempo, la IA entra en juego de varias maneras, en todo, desde análisis hasta robótica de fabricación. Por lo tanto, la “fábrica del futuro”, tal como lo prevén los proyectos como el programa Adaptive Vehicle Make de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de la Defensa, es uno en el que el software impulsa el proceso de fabricación y la fábrica se puede reconfigurar rápidamente para cambiar lo que hace.

AI ha desempeñado cada vez más un papel en el diseño de productos en forma de software de diseño generativo. El software de diseño generativo impulsado por la IA hace posible que los humanos y la IA trabajen juntos para considerar rápidamente cada opción de diseño concebible y probarlas todas antes de elegir una para la producción.

“En un paradigma de diseño generativo impulsado por la inteligencia artificial, los humanos ingresan metas de diseño y parámetros materiales”, explica Avi Reichental, el CEO y fundador de XponentialWorks (una empresa de inversión de riesgo, asesoría corporativa y desarrollo de productos especializada en inteligencia artificial, impresión 3D, robótica , y transformación digital). “El software hace el resto, explorando permutaciones de diseño casi infinitas basadas en conceptos de diseño existentes. Esto incluye diseños que son más fuertes, más ligeros y usan menos material del que se usaría de otra manera para ahorrar dinero, aumentar la escalabilidad y aumentar la eficiencia al tiempo que mejora la forma y la función “.

En esta cadena de fabricación cada vez más conectada, la forma y las características de un producto ni siquiera tienen que terminarse cuando se envía. Con solo un poco de acceso a Internet, los productos están comenzando a participar en la mejora de su diseño general mucho después de haber dejado la fábrica. En efecto, pueden hacer cambios en su propio teléfono para mejorar su eficiencia o superar obstáculos nuevos o imprevistos.

Por lo tanto, los diseñadores humanos han comenzado a ver su cambio de rol: se están convirtiendo cada vez más en co-diseñadores con algo para toda la vida útil de un producto.

Fabricación fuera de fábricas

La libertad de los dispositivos de Internet de las cosas (IoT) para el diseño conjunto, y eventualmente el diseño propio, se produjo porque nadie le dijo a AI que su trabajo debía limitarse a un entorno industrial. Sin esa regla, llevar la fabricación al camino se convirtió en una opción atractiva en la evolución del diseño.

El diseño generador moderno trabaja para mejorar continuamente la eficiencia, la sostenibilidad y la capacidad de recuperación a velocidades cada vez más rápidas. Puede utilizar cualquier combinación de inteligencia artificial / aprendizaje automático, computación de borde, la nube y fabricación aditiva (impresión 3D) para desarrollar rápidamente innumerables alternativas de diseño de fabricación. Estas tecnologías también se pueden usar para ayudar a que las cosas ejecuten cambios en su propio diseño, incluso cuando están lejos de las instalaciones de sus creadores.

“Por ejemplo, un robot en Marte puede detectar arena muy suelta y determinar que no puede moverse de manera eficiente para completar su misión”, explica Ben Schrauwen, cofundador y CTO de Oqton, una plataforma de fabricación autónoma. “El robot podría aprender a sugerir diferentes modalidades sobre cómo moverse en ese entorno y con la tecnología de impresión 3D y algunas técnicas robóticas locales, es muy posible que el robot pueda reconfigurarse a distancia para continuar su misión sin obstáculos”.

Aparte de los viajes interplanetarios y las misiones espaciales, hay mucha motivación para permitir que las cosas se diseñen conjuntamente o diseñen por sí mismas aquí también en la Tierra.

“El cambio más emocionante es la incorporación de sensores dentro de los artículos fabricados, para crear un sistema de diseño que sea un circuito de mejora automática, donde los sensores brinden retroalimentación al diseño para hacer que responda y mejore”, dijo Tod Northman, socio de Tucker Ellis, un bufete de abogados con una práctica especializada en propiedad intelectual y cuestiones de responsabilidad civil relacionadas con vehículos autónomos y otros dispositivos artificialmente inteligentes. “Un sistema así se convertirá en un bucle que mejorará por sí mismo, con mejores productos que resultarán sin intervención humana”.

A veces, ese bucle de auto mejora se agregará al diseño de la cosa para actualizar su funcionalidad y características. Pero a veces, sugerirá un cambio de diseño destinado a afectar una reparación en tiempo real. Por ejemplo, si un robot rompiera una pierna o un vehículo para hacer estallar un neumático o romper un eje, una verdadera cosa impulsada por la IA podría ajustar su diseño para crear una forma diferente de movilidad y continuar su camino.

En pocas palabras, se acerca el día en que la fabricación se vuelve autónoma, un momento en el que cualquier persona puede fabricar cualquier cosa en una impresora 3D doméstica o regional al seleccionar los modelos básicos de una tienda y agregar las personalizaciones que desee. O, pronto, los clientes pueden simplemente dar a la IA una descripción general de un diseño o la función de un producto que desean que se realice. La IA se hará cargo de todo lo demás, desde la selección de materiales y la activación de la cadena de suministro hasta los procesos de optimización y fabricación del diseño.

“No tendrá que decirle que su diseño debe ser este material o ese material o que debe imprimirse o mecanizarse. Solo está interesado en el rendimiento final de la pieza, la función que necesita hacer en el mundo, y eso es lo que le dice al sistema “, dice Schrauwen.” El sistema luego determina qué material y herramientas están disponibles localmente y cómo puede cumplir con ese requisito “.

Mientras que las máquinas harán este trabajo, no espere conformidad en sus salidas. “Puede pedir la misma parte de cinco fábricas pequeñas diferentes y puede obtener cinco partes diferentes, pero aún tienen la misma función en el mundo”, agregó Schrauwen.

Cuando se le presenta una variedad de cosas que cumplen con sus requisitos o deseos, está obligado a tener preferencias entre ellos. Y con preferencia viene la marca para que pueda encontrar fácilmente la marca preferida nuevamente. De esa manera, un futuro de IA para la fabricación puede no parecer tan diferente: “Los AI podrían desarrollar sus propias marcas y bases de fans”, como lo expresa Schrauwen.