Uzaydan gelen teknoloji: Dijital ikiz Apollo 13'ü nasıl kurtardı?
"Houston, bir sorunumuz var." Birçok insan buna aşinadır
Apollo 13 uçuşunun ilk iki günü geçtiuzay ajansı, birkaç küçük sürpriz dışında sakince söyledi. Görevli operatör Joe Kerwin, "Burada can sıkıntısından öleceğiz" bile dedi. Ama bu, birinin can sıkıntısından son kez söz edişiydi.
İletişim oturumundan birkaç dakika sonrabir oksijen tüpü patladı. O anda, ünlü ifade kulağa geldi: Mürettebat, sorunları NASA'dan meslektaşlarına bildirdi. Astronotlar, bir oksijen tüpünden çıkan gazın yüksek hızda uzaya fırlatıldığını gördüler. Sensörler daha sonra üç yakıt hücresinden ikisinin kaybını gösterdi. Görevin sorunları burada bitmedi, aya inişten vazgeçmeye karar verdiler. Dünya'da kalan mühendislerin asıl görevi, onlardan 320 bin km'den daha uzakta bulunan mürettebatın nasıl kurtarılacağını acilen bulmaktı.
Herhangi bir yanlış karar yol açabilironarılamaz sonuçlar, bu yüzden kesin olarak hareket etmek gerekliydi. NASA uzmanlarının emrinde, arızalar da dahil olmak üzere çeşitli senaryolar üzerinde çalışmak üzere astronotları ve sevk görevlilerini eğitmek için kullanılan 15 simülatör vardı. NASA Uçuş Direktörü Gene Krantz, tüm uzay programındaki en zorlu teknolojilerden birinin simülasyonlar olduğunu söyledi. Eğitim sırasında gerçek olan tek şey mürettebat, kokpit ve kontrol panelleriydi. Diğer her şeyin sanal olduğunu ve "bir grup bilgisayar, bir sürü formül ve yetenekli insan" tarafından yaratıldığını belirtti.
Houston, bir sorun yaşadık.#TDIH 1970'te, bir oksijen tankındaki patlama #Apollo13 uzay aracına zarar verdi ve mürettebatı Ay'ın etrafında dönmeye ve Ay'a iniş yapmadan Dünya'ya dönmeye bıraktı.pic.twitter.com/ye0JmwnejX
— Ulusal Hava ve Uzay Müzesi (@airandspace) Nisan 13, 2021
Mürettebatı Dünya merkezine döndürmek içinyönetimin, ciddi şekilde hasar görmüş bir geminin, başlangıçta hesaplamaların yapıldığı konfigürasyondan çok farklı bir konfigürasyonda nasıl çalıştırılacağını bulması gerekiyordu. Ekibin enerji, oksijen ve su tasarrufu yapmanın yeni yollarını bulması, uzayda kapanmak üzere tasarlanmamış komut modülünün nasıl yeniden başlatılacağını bulması gerekiyordu.
Simülatörün kendisi, bununla bağlantılı olarak biletüm bilgisayar sistemleri tam teşekküllü bir dijital ikiz olarak adlandırılamaz. Ancak NASA ekibinin çalışma şekli, çiftlerin nasıl çalıştığıyla karşılaştırılabilir: simülatörlerin yardımıyla mühendisler, mürettebatı geri almak için doğru stratejiyi seçmelerine yardımcı olan çeşitli senaryoları simüle etti. Uzmanlar, NASA'nın Apollo 13 ekibini kurtarmak için kullandığı sistemin neden prototip bir dijital ikiz olarak kabul edilebileceğini gösteren faktörleri sıralıyor.
- Dijital ikizler, doğrudan insan etkileşimi için mevcut olmayan fiziksel nesnelere bağlandıklarında en kullanışlıdır.Bilgileri güncellemek ve karar vermek için fiziksel nesneden sürekli geri bildirim gerektirirler.Apollo 13'te bu rol iletişim tarafından oynandı;
- Dijital ikiz, kendisiyle ilişkili fiziksel nesnedeki değişikliklere yanıt verecek kadar esnek olmalıdır.NASA, tasarlanmak üzere tasarlanmamış bir konfigürasyonu yeniden oluşturmak için simülatörleri birkaç saat içinde yeniden yapılandırdı;
- Apollo 13 görevinin dijital bir ikizi yoktu: uzay ajansı farklı ayrıntıları hesaplamak için 15 farklı simülatör kullandı.Günümüzün dijital ikizleri de birbiriyle etkileşim halinde olan birçok modelden oluşuyor.
NASA şimdi dijital ikizleri kullanıyorönerilerin, yol haritalarının ve yeni nesil gemilerin geliştirilmesi. “Dijital ikizin nihai hedefi, sanal bir ortamda ekipman oluşturmak, test etmek ve inşa etmektir. Sadece gereksinimlerimizi karşılayanı elde ettiğimizde onu fiziksel olarak yaratırız. Aynı zamanda, nesnenin sensörler aracılığıyla dijital ikize bağlanmasına ve dijital ikizin nesneyle ilgili tüm bilgileri içermesine ihtiyacımız var ”diye açıklıyor NASA çalışanı John Vickers.
Dijital ikizler dünyanın neresinde kullanılabilir?
Tasarım dijital ikizleri yardımıdaha fazla senaryoyu önceden deneyin - fiziksel bir nesnede değil, sanal bir modelde. İkizlerin yardımıyla bir binanın enerji verimliliğini iyileştirebilir, iklim üzerindeki etkisini optimize edebilir, nesne üzerindeki yükler ve arızalar hakkında bilgi alabilirsiniz. Ve ne tür bir nesneden bahsettiğimiz önemli değil - bir makine aleti, bir uçak veya bir bina. Klasik simülatörlerin aksine, dijital ikizler gerçek zamanlı verileri kullanır. Ayrıca, simülatör bir süreci inceler ve ikiz hesaplamalar için farklı sayıda simülasyon çalıştırabilir.
Örneğin dijital ikiz teknolojisiSiemens'i kullanıyor. Şirket, gaz türbinlerinin tasarımına, fabrikaların veya İsviçre'deki genel merkezi gibi yeni binaların düzenlenmesine yardımcı olmak için onlara güveniyor. Teknoloji, Kanadalı Electra Meccanica'dan Solo üç tekerlekli elektrikli aracın yaratılmasına yardımcı oldu. Mühendisler, dijital ikizleri kullanarak otomobilin tüm unsurlarını önceden test etti ve optimize etti.
Dijital ikizlerin kullanıldığı yerler:
- Endüstride, binaların, teknolojik süreçlerin ve hatta bireysel ürünlerin dijital ikizleri yaratılır;
- Otomobil üreticileri yeni araba modellerini boyamayı reddediyor ve bunları sanal testlerle değiştiriyor;
- Onların yardımıyla, yeni bir trafik kavşağı modeli oluşturabilir ve trafik akışlarının nasıl dağıldığını görebilir, metronun yakınındaki yayalar için yeni bir trafik şeması modelleyebilir ve bunun ne kadar etkili olduğunu ve nasıl yapabileceğini değerlendirebilirsiniz.1999'da Şerif Ofisi açıkladı
Rusya'da kimin dijital ikizleri var?
Rusya'da nesnelerin sayısallaştırılması,şehirleri dolaşan ve panoramalar çeken mobil laboratuvarlar "Yandex" ve Google. Yolların ve binaların dijital kopyalarını yapmak, insanların rota belirlemelerine, trafik sıkışıklığını takip etmelerine ve yol boyunca onarımları takip etmelerine olanak tanıyarak uzun süredir hayatı kolaylaştırdı. Ancak bu, buzdağının sadece görünen kısmıdır - çiftler daha karmaşık navigasyona yardımcı olabilir.
Rusya'da dijital ikizlerin gelişimi gerçekleştiriliyorRostec ve GLONASS. Şirketler, video kayıt cihazlarından veri topladıkları ve bunları yol altyapısının matematiksel modeli (aynı dijital ikiz) ve yol kameralarından gelen verilerle birleştirdikleri ortak bir proje başlattı. Yapay zeka (AI) bu resmi analiz eder ve sonuçları güvenlik standartlarıyla karşılaştırır - yolun genişliği ve şerit sayısı, yol işaretleri ve trafik ışıklarının yerleri. Program, yolun her bölümüne bir puan verir ve iyileştirilmesi için önerilerde bulunur.
AI, Orenburg bölgesindeki yaklaşık 3.000 km'lik yolu zaten analiz etti ve en tehlikeli bölümleri buldu.
Dijital araçlar neler yapabilir:
- trafik sıkışıklığını azaltmak;
- hava ve çevre koşullarını izlemek;
- kaynakların daha rasyonel kullanımı;
- yeni yol altyapısı elemanlarının inşasını simüle etmek;
- İnsansız araçların hareketini organize etmek için seçenekleri hesaplayın.
Başka bir Rus projesi mobil"Dijital Yollar" şirketinin laboratuvarları. Yol ağının nesnelerini dijitalleştirme sürecini o kadar otomatikleştirir ve hızlandırırlar ki, tüm değişikliklerle birlikte altyapı gerçek zamanlı olarak gösterilecektir. Sistem, nesnelerin konumunu 10 cm hassasiyetle belirleyebiliyor, boyutlarını belirleyebiliyor ve hatta üzerlerinde yazılanları okuyabiliyor. Geliştirme, altyapının durumunun nesnel bir resmini sağlayacak ve bunlarda meydana gelen tüm nesnelerin ve değişikliklerin eksiksiz bir kaydını tutmaya yardımcı olacaktır.
Mobil laboratuvarlar ağı veDVR'ler günde 150 km'ye kadar okuyabilir. Sistem nesneleri dijitalleştirir, yeni ve geçici nesneleri bildirir ve hasarı kaydeder. Platform, durumlarının geçmişini saklar ve analiz eder, reklam tabelalarını kontrol eder ve hatta trafik yönetimi projeleri hazırlar.
Kim dijital ikizlere ihtiyaç duyar?
Dijital ikizler çok kullanışlıdır, ancak bunun için gerekli değildir.tüm süreçler ve şirketler. IBM'e göre bazı durumlarda, bir nesnenin sanal bir kopyasını oluşturmak maliyetini artıracak, ancak istenen sonucu vermeyecektir.
Araştırmacılara göre, ikilibinalar, köprüler, jet türbinleri, arabalar ve uçaklar gibi fiziksel olarak büyük ve karmaşık projeler için gereklidir. Teknoloji, enerji işletmeleri ve endüstrileri için faydalı olacaktır.
Dijital ikiz pazarı hızla genişliyor veuzmanlara göre en az birkaç yıl daha büyümeye devam edecek. 2020 yılında bu pazarın 3,1 milyar dolar olduğu tahmin ediliyordu ve bazı analistlerin tahminlerine göre 2026 yılına kadar yaklaşık 48,2 milyar dolara ulaşabilir.Birçok şirket ve araştırma enstitüsü gücünü ancak son zamanlarda değerlendirdi. Şimdi büyük ölçekli olayların simülasyonlarını test etmek istiyorlar - küresel finansal krizler, savaşlar ve hatta insanlar.
Daha fazla oku
En büyük ve en güçlü rüzgar jeneratörü yapım aşamasındadır. 20 bin eve enerji sağlayacak
Atomik saat deneyi, yerçekimsel kırmızıya kaymayı doğrular
Uzaktan akciğer taraması yüz yüze muayene kadar etkiliydi