Airbus ai halverar vikten på kabinväggen

2016-10-21 14:42  

Det är den största flygplansdel i metall som någonsin tillverkats med en 3d-skrivare. Men än coolare är att den nya kabinväggen designats av en artificiell intelligens.

Dagens kabinväggar väger omkring 65 kilo. De utgör gränsen mellan kabinpersonalens eget utrymme och passagerarnas rader av stolar. Och de är besvärliga att konstruera. Å ena sidan måste de vara så lätta som möjligt. Å andra sidan måste de klara stresstest i 16 g eftersom kabinpersonalens nedfällbara stolar är fastskruvade i dem.

För att hitta ett nytt och lättviktigare alternativ vände sig Airbus till forskaren David Benjamin på Autodesk-studion The Living. Han har blivit affischnamnet för termer som ”generativ design” och ”genetisk programmering”.

Enkelt uttryckt innebär det att människan designar algoritmer vars uppgift blir att instruera artificiell intelligens att så effektivt som möjligt imitera särskilda händelseförlopp i naturen. Det är människan som bestämmer vilken del av naturen som ska härmas och det är människan som har ett önskat mål i sikte. Men människan är inte, jämte beräkningskapaciteten i ett datormoln, förmögen att klura ut hur vi lämpligast, smartast och mest effektivt kan nå målet.

– När vi väl har vårt generativa design-system redo och trycker på ”kör” så har vi kunnat få uppemot 100 000 designförslag. Datorn försöker oavbrutet hitta designmöjligheter och försöker dessutom bli bättre och bättre för att uppnå vårt mål, säger David Benjamin.   

För kabinvägen valdes plasmodier, namnet på en amöbaform av slemsvampen, som förebild för den artificella intelligensen. Slemsvampen är en encellig organism som har blivit något av en kändis på senare år. 2010 upptäckte en grupp japanska och brittiska forskare att den hade egenskaper som skulle imponera på de flesta ingenjörer.

Med Tokyo som förlaga placerade forskarna havreflingor i ett mönster som skulle föreställa Tokyos förstäder. Slemsvampen är förtjust i havreflingor och skred glupskt till verket. Efter några timmar hade slemsvampen bildat ett intrikat nätverk av tunnlar för transport av näring. Resultatet förbluffade forskarna: nätverket påminde starkt om Tokyos tunnelbanesystem.

David Benjamin Foto: Autodesk

– Kort och gott så förgrenar sig slemsvampen och försöker koppla ihop punkter. Den är effektiv på så sätt att den försöker använda så få linjer mellan punkterna som möjligt. Men den har också ett överflöd på så sätt att om en av linjerna bryts så finns andra linjer som kopplats till den, förklarar David Benjamin.

För kabinväggen på en Airbus A320 finns punkterna där kabinväggen sitter ihop med flygplanskroppen, där stolarna monteras samt där utrustning som exempelvis brandsläckare ska hängas upp. När David Benjamin, Autodesk och Airbus började mata sin artificiella intelligens med slemsvampsalgoritmer hade de ingen aning om experimentet skulle fungera i praktiken.

Men efter rigorösa förberedelser och flera steg av finjustering av algoritmerna, hade datorn hittat en lösning. Airbus kallar sitt genombrott ”den bioniska kabinväggen” och den ser inte ut som något en människa skapat. Dess slemsvampslinjer känns instinktivt ”fel”, liksom assymmetriskt störande. David Benjamin förklarar att det beror på hur våra regelbaserade hjärnor fungerar.

Den nya väggen väger bara 30 kilo, en viktminskning med 46 procent jämfört med kabinväggarna på dagens Airbus-plan. Den är också på god väg att klara de tuffa stresstester flygplansdelar måste passera innan de får tas i i kommersiellt bruk. Tanken är att de bioniska kabinväggarna ska börja monteras i Airbus A320-familjen inom ett par år.

För generativ design som teknik innebär det här också ett stort steg på vägen: ett spännande forskningsområde är nu på väg att göra rejäl och reell nytta. Om naturens sätt att lösa saker kan användas till design av något som krävande som en stor del av ett flygplan är det förstås lockande att tänka på vilka andra områden som står på tur.

– Möjligheterna är på sätt och vis obegränsade. Det finns en hel värld av andra geometriska system där ute. Som designer älskar jag potentialen i detta. Vi skulle kunna ha ett helt bibliotek av biologiska algoritmer. Du vet, en för slemsvampar, en för hur träd förgrenar sig, en för benbildning hos däggdjur, och sedan pröva dem på olika problem, säger David Benjamin.

Däggdjuren fick också bidra

Det är inte bara slemsvampens förmåga att skapa ett tunnelnätverk som stått modell för Airbus nya kabinvägg. Själva geometrin i linjerna och hur de ansluter till kabinväggens avgörande punkter är slemsvampens förtjänst. Men linjerna i sig bygger på benbildningen hos däggdjur.

-Slemsvampen är för den stora tvådimensionella ytan, själva panelen. Men "stavarna" eller linjerna mellan punkterna bygger på generativ design av benbildning. Det innebär att linjerna har mer densitet och styrka på de ställen där de utsätts för större krafter, och mindre på ställen där den styrkan inte behövs, säger David Benjamin

Peter Ottsjö

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Aktuellt inom

Prevas

Debatt