interstellar lab diseña cápsulas autosostenibles con 3DEXPERIENCE

lanzamientos Interestelares a la luna, marte y más

Interstellar Lab tiene la misión de construir un futuro lleno de vida en la Tierra, Marte y más allá a través del diseño, la ingeniería y la agronomía sostenibles. Los BioPods individuales, así como grandes comunidades modulares similares a aldeas, aterrizarán en nuestro planeta y en el espacio en un futuro próximo. Estas creaciones autosostenibles son módulos de circuito cerrado con control ambiental. Son capaces de crear las condiciones ideales para que las plantas crezcan de manera eficiente en todas partes y ofrecen la posibilidad de expandirse en número.

Los diseños innovadores de Interstellar Lab pueden parecer imposibles. Sin embargo, los proyectos se están materializando en la Tierra, ya que acaban de lanzar su primer BioPod, con la ayuda de la plataforma 3DEXPERIENCE de Dassault Systemes en la nube. Jim Rhoné, director de productos de Interstellar Lab, habla con designboom para profundizar en la empresa con visión de futuro y su trabajo extraterrestre.

Todas las imágenes cortesía de Interstellar Lab

diseñando primero para la tierra, pronto para el espacio

Los sistemas de cultivo sostenible de Interstellar Lab tienen como objetivo mejorar la vida en la Tierra, permitiendo una agricultura duradera mientras preservan su biodiversidad. Después, preparan a la humanidad para asentarse en otros planetas. El trabajo es una fusión de arquitectura, agronomía, ingeniería, diseño de productos y ciencias de la vida. Y, como tal, exige un equipo altamente cualificado. Instalada en Ivry-Sur-Seine, la startup franco-estadounidense ha aprovechado los talentos y la experiencia de la NASA, Space X, Trimble, Airbus y Dassault Systemes, incluidos científicos, ingenieros y arquitectos como Jim Rhoné.

el concepto ‘ebios’ de interstellar lab

Interstellar Lab lanzó las mini ciudades extraterrestres, llamadas Estaciones Bio-Regenerativas Experimentales (Ebios), como su primer proyecto en 2018. El concepto alberga toda la infraestructura y los recursos necesarios para apoyar y sostener la vida humana en otro planeta. Estos pueden estar compuestos por módulos independientes o combinados para una unidad completa autosuficiente. Las estaciones producen y reciclan casi todo lo necesario, desde agua hasta aire y alimentos.

«La misión fundacional de Interstellar Lab fue crear un sistema de estaciones que puedan anticipar la vida de los astronautas en el espacio, como análogos. La idea original combinó muchos temas diferentes: infraestructura, hábitats, instalaciones de gestión de residuos, suministro de alimentos, ciencia de las plantas y más. No se trata solo del espacio, sino también de la gestión futura, la exploración espacial y el transporte», explica Jim Rhoné, director de productos de Interstellar Lab.

«Nos desafiamos a nosotros mismos a centrarnos en un tema importante de Ebios que no había sido abordado por otros actores: el cultivo para sustentar la vida de la humanidad. Nos propusimos diseñar un producto para cultivar de manera muy eficiente, comparando la calidad, el rendimiento y el impacto con el uso de energía», agrega Jim.

Este producto es el sistema de producción de alimentos autosostenible llamado BioPod. Construidos para soportar climas extremos, los módulos aspiran a aterrizar en otros planetas en unos pocos años después de una reparación completa. Lo que es más importante, también pueden ser muy beneficiosos en todo el mundo. La arquitectura reduce la tierra y el agua necesarios para producir alimentos en la Tierra en más del 99%. Se realizan condiciones ambientales específicas para cultivar una amplia gama de cultivos y plantas. Luego se utiliza el mantenimiento predictivo para lograr una agricultura de alta precisión.

interstellar lab mejora a dassault systemes para el Biopod

Se contrató a Dassault Systemes para respaldar el crecimiento y la escalabilidad de Interstellar Lab y sus productos. La plataforma 3DEXPERIENCE en la nube ofrece una plataforma única para un proyecto completo, desde la ideación y el diseño hasta el desarrollo, la validación y la fabricación. Los miembros del equipo pueden acceder y colaborar de forma remota, desde París, Los Ángeles o donde sea que se reciba una conexión a Internet.

«Ya entendía los beneficios y posibilidades de Dassault Systemes de mi experiencia anterior en Trimble Consulting (anteriormente Gehry Technologies). Cuando me uní a Interstellar Lab, me aseguré de que el BioPod se diseñara completamente utilizando la plataforma 3DEXPERIENCE, desde la idea inicial hasta la etapa de fabricación. Es una plataforma segura y cohesiva para todos los procesos, aumenta la productividad y permite el intercambio de conocimientos y colaboraciones con otros participantes, proveedores y partes interesadas. Los cambios en el diseño se pueden realizar en función de este ciclo de retroalimentación, sincronizados y como una fuente única de información en la plataforma», menciona el Director de Producto.

Las estructuras de los BioPods se fabrican utilizando una combinación de compuestos para la base sólida y polímeros blandos y resistentes para la membrana inflable. La forma de esta estructura similar a un capullo fue cuidadosamente diseñada y afirmó que la forma sigue a la función. Las posibilidades de condensación debían minimizarse en el interior. La temperatura, la iluminación y la humedad relativa debían controlarse con precisión mientras se monitoreaba de cerca el entorno de las vainas para maximizar la producción de cultivos. Además de esta necesidad de rendimiento, las restricciones de fabricación también fueron clave y llevaron a cambios de diseño tardíos durante el desarrollo del producto. La herramienta de diseño generativo integrada de Dassault Systemes hizo posible estas idas y venidas rápidas y la adaptación para ajustarse a los parámetros de rendimiento y fabricación.

«Utilizamos xGenerative Design como herramienta principal al iniciar el proyecto BioPod. Nos permitió hacer muchas iteraciones en la forma, las dimensiones y el volumen reales del sobre. La base tenía que ser sólida y de doble curvatura, pero sabíamos que la geometría cambiaría dependiendo de los comentarios de nuestros fabricantes. Esto significó que comenzamos a hablar con las partes interesadas más temprano en el proceso, entendiendo sus necesidades y mejorando su experiencia. Empujamos estos detalles a través del diseño generativo y luego pudimos fijar la geometría», dice Jim.

simulando el funcionamiento del biopod usando simulia

La plataforma 3DEXPERIENCE permite el uso de herramientas adicionales para impulsar proyectos. Lo que es más importante, valida el diseño y la ingeniería. Así, SIMULIA es un motor que simula con precisión los comportamientos del mundo físico.

«La simulación es clave, especialmente durante la fase inicial de diseño para ayudar a reducir el tiempo de desarrollo, reducir el costo de las pruebas físicas y reducir el riesgo de no cumplir con los requisitos y el rendimiento. SIMULIA se utiliza para el análisis estructural y fluídico para que podamos ayudar en el desarrollo del producto, ir y venir entre la ingeniería de diseño, la simulación y los resultados, refinando progresivamente las especificaciones mientras usamos retroalimentación confiable», continúa el arquitecto.

Un gemelo virtual es una representación digital de un producto físico del mundo real. Un gemelo virtual puede fechar, rastrear y controlar los cambios en el diseño a medida que evoluciona y mejora. Como máquinas vivientes, los gemelos virtuales BioPod recopilarán datos para todo, desde operaciones y mantenimiento hasta monitoreo de plantas, fenotipado y monitoreo ambiental. Todos los datos se asimilarán para una representación 3D precisa y en tiempo real. Esto es crucial a medida que Interstellar Lab implementa BioPods a gran escala.

«Los gemelos virtuales de BioPods y los futuros productos de Interstellar Lab, ya sea que estén destinados a las fases de diseño, fabricación, operación o mantenimiento, representan un enorme potencial, desde la mejora de los procesos internos hasta el control de calidad y la optimización del rendimiento. Ese es un aspecto estratégico importante que queremos seguir explorando con las herramientas de 3DEXPERIENCE», agrega Jim.

Interstellar Lab finalizó su primera fase de diseño de BioPod a principios de 2022. Las herramientas de Dassault Systemes fueron vitales para ayudar a los creativos e ingenieros a realizar su diseño para la fabricación y el ensamblaje en muy poco tiempo. El primer BioPod 1:1 se completó en septiembre de 2022 y ahora se encuentra en fase de prueba y experimentación para aplicaciones terrestres. A medida que los datos se recopilan progresivamente de todos los sensores utilizados para monitorear los comportamientos y parámetros de BioPod, las simulaciones se refinarán y serán aún más precisas. Así, las iteraciones futuras se puedan expandir fácilmente en la plataforma. El BioPod autosostenible ya no se siente como un viaje a la luna; ahora es una realidad.

«Fabricamos las secciones finales del primer BioPod para la Tierra el verano pasado. El objetivo era ensamblar estos componentes a gran escala muy rápidamente, para poder cumplir con nuestra planificación y entregar según lo previsto, a principios de septiembre de 2022. Eso confirma nuestra necesidad de integrar todo el proceso de fabricación y ensamblaje», concluye Jim Rhoné, director de productos de Interstellar Lab.