Phòng thí nghiệm giữa các vì sao

“Chúng tôi là một công ty đi đầu trong nhiều lĩnh vực, kỹ năng và ứng dụng – sinh học, hàng không vũ trụ, hệ thống điều khiển, kiến ​​trúc, toán học và khoa học vật liệu. Chúng tôi cần một nền tảng có thể kết nối tất cả các lĩnh vực này lại với nhau. Nền tảng 3DEXPERIENCE thực hiện chính xác điều đó.” – Jim Rhoné, Giám đốc Sản phẩm của Interstellar Lab.

Interstellar Lab phát triển các chế độ vòng lặp kín (closed-loop), được kiểm soát về môi trường được thiết kế cho sự sống tự bền vững trên Trái đất và các hành tinh khác. Kết hợp giữa kiến trúc, nông học, kỹ thuật, thiết kế sản phẩm và khoa học, công ty cần một nền tảng hàng đầu trong ngành để hỗ trợ các nhóm nghiên cứu đa ngành và quốc tế của mình cũng như trao quyền cho họ đổi mới nhanh chóng.

Cuộc sống bền vững trên Trái đất và hơn thế nữa

Trái đất. Mặt trăng. Sao Hoả. Điều gì sẽ xảy ra nếu con người trở thành một loài đa hành tinh?

Đây là sứ mệnh của Interstellar Lab, một công ty khởi nghiệp sáng tạo của Pháp – Mỹ được thúc đẩy bởi tham vọng tạo ra các hệ thống cho phép chúng ta sống tốt hơn trên Trái đất, bảo tồn đa dạng sinh học cũng như chuẩn bị cho nhân loại định cư trên các hành tinh khác. Dự án thể hiện tầm nhìn của người sáng lập kiêm giám đốc, ông Barbara Belvisi, người dựa trên niềm đam mê của mình đối với môi trường và du hành vũ trụ để tạo ra một tác động có ý nghĩa và lâu dài.

Belvisi nói: “Biến đổi khí hậu là một trường hợp khẩn cấp thực sự và chúng tôi chỉ có một cửa sổ nhỏ để mang lại thay đổi tích cực. Tuy nhiên, những gì chúng ta cần để sống trên sao Hỏa cũng có thể giúp giảm bớt cuộc khủng hoảng khí hậu mà chúng ta đang đối mặt.”

Nhóm các nhà khoa học, kỹ sư và kiến ​​trúc sư của Interstellar Lab thiết kế các hệ thống khép kín, được kiểm soát về môi trường, lấy cảm hứng từ công nghệ hàng không vũ trụ sẽ sản xuất và tái chế hầu hết mọi thứ, giúp nước, không khí và thực phẩm có thể tái tạo được để sống trong môi trường tự chủ hoàn toàn. Bao gồm các mô-đun độc lập hoặc kết hợp để tạo thành một đơn vị hoàn chỉnh, tự cung tự cấp, các trạm tái sinh sinh học thử nghiệm (Ebios) này là môi trường sống đầu tiên của loại hình này. Mỗi Ebios sẽ hoạt động như một thành phố nhỏ, chứa tất cả cơ sở hạ tầng và nguồn lực cần thiết để hỗ trợ và duy trì cuộc sống con người mà không có sự can thiệp từ bên ngoài.

Belvisi nói: “Không phải là chạy trốn khỏi Trái đất. Chúng tôi đang xây dựng một môi trường mới cho sự sống bền vững trên Trái đất và cung cấp môi trường kiểm thử (test bed) cho các sứ mệnh không gian trong tương lai. Chúng tôi mong muốn đặt nền móng cho những gì sẽ là tương lai của nhân loại.”

Một trong những mô-đun đầu tiên được phát triển là hệ thống sản xuất thực phẩm tự duy trì được gọi là BioPod. Được xây dựng để chống chọi với khí hậu khắc nghiệt, sinh quyển được thiết kế để cách mạng hóa sản xuất lương thực, giảm hơn 99% diện tích đất và nước cần thiết để sản xuất lương thực trên Trái đất. Kết hợp công nghệ tiên tiến với dự đoán bảo trì để đạt được nông nghiệp chính xác cao, BioPod tạo ra các điều kiện môi trường cụ thể cần thiết để trồng một loạt các loại cây trồng và thực vật quá phức tạp để tồn tại trong mô hình canh tác truyền thống trong nhà.

Nền tảng 3DEXPERIENCE hỗ trợ như thế nào trong hoạt động của Interstellar Lab?

Jim Rhoné, Giám đốc Sản phẩm của Interstellar Lab cho biết: “Mục tiêu đầu tiên của chúng tôi là tạo ra các loại vỏ chính, bao gồm BioPod, sẽ tạo thành một môi trường bền vững tích hợp, khép kín – từ sản xuất thực phẩm đến hệ thống xử lý nước và chất thải”. “Một phần lớn công việc thiết kế hiện đang được dành riêng cho khía cạnh này. Ngoài chức năng và kỹ thuật tập trung vào hiệu quả và tính bền vững, trạm và các mô-đun còn phải đáp ứng các nhu cầu cơ bản của con người dù chúng ta ở đâu, trên Trái đất, Mặt trăng hay sao Hỏa – ​​không gian để sinh sống và phát triển”.

Đối với một dự án tầm cỡ này, Interstellar Lab đã thu hút những tài năng và chuyên môn từ NASA, SpaceX, Airbus và Dassault Systèmes. Sau này hợp tác với công ty khởi nghiệp để hỗ trợ sự phát triển và khả năng mở rộng của nó. Là một phần của việc này, Interstellar Lab đang xử lý tất cả các quy trình thiết kế và phát triển cho Ebios trên nền tảng 3DEXPERIENCE® trên đám mây. Điều này được minh chứng qua khẳng định của ông Rhoné: “Chúng tôi là một công ty đi đầu trong nhiều lĩnh vực, kỹ năng và ứng dụng – sinh học, hàng không vũ trụ, hệ thống điều khiển, kiến ​​trúc, toán học và khoa học vật liệu. Chúng tôi cần một nền tảng có thể kết nối tất cả các lĩnh vực này lại với nhau. Nền tảng 3DEXPERIENCE thực hiện chính xác điều đó.”

Tăng tốc đổi mới trên nền tảng đám mây 3DEXPERIENCE

Trải rộng khắp Paris, Pháp và Los Angeles, Hoa Kỳ, các nhóm của Interstellar Lab làm việc suốt ngày đêm trên thiết kế Ebios. “Chúng tôi có những người làm việc trên mô hình 24 giờ một ngày,” Belvisi cho biết, “Tất cả họ có thể làm việc cùng nhau, kết nối liền mạch và đồng thời trên nền tảng để đưa dự án về phía trước.”

Có thể truy cập trên đám mây, nền tảng 3DEXPERIENCE không chỉ cung cấp quyền truy cập an toàn, tức thì cho công ty mà còn duy trì một phiên bản sự thật duy nhất cho nhóm.

“Điều này thực sự quan trọng vì chúng tôi đang làm việc trên nhiều thành phần khác nhau và cần đảm bảo chúng tôi không trùng lặp công việc và luôn tham khảo phiên bản mới nhất,” Belvisi nói. “Nền tảng hỗ trợ chúng tôi có các quy trình làm việc hiệu quả nhất và tránh làm lại các thiết kế từ đầu. Có quyền truy cập thời gian thực là rất quan trọng vì chúng tôi có thể chạy nhiều lần lặp lại khác nhau cùng một lúc. ”

Về bản chất, cả toàn cầu và đa ngành, nhóm của Interstellar Lab cũng yêu cầu một nền tảng có thể xử lý các yêu cầu phức tạp của nó trong một nền tảng, có thể quản lý các đánh giá dự án và thiết kế khi BioPod đi vào hoạt động, đồng thời đảm bảo tuân thủ kỹ thuật.

“Khi chúng tôi tiến tới giai đoạn tiếp theo, khả năng quản lý chương trình và dự án của ENOVIA sẽ là vô giá đối với chúng tôi để lưu trữ và truy xuất kiến ​​thức thiết kế cũng như quản lý vòng đời BioPod một cách hiệu quả,” Belvisi nói.

Thông qua nền tảng dựa trên đám mây, nhóm có quyền truy cập vào tất cả các chức năng mà họ cần. Nó giúp mọi người tiết kiệm thời gian chuyển đổi giữa các công cụ và nền tảng của bên thứ ba cũng như chuyển đổi dữ liệu khi chúng chuyển đổi giữa các ứng dụng.

“Khả năng tương tác có thể tốn nhiều thời gian,” Rhoné nói. “Không nhiều nền tảng có thể cung cấp loại chức năng đó. 3DEXPERIENCE là công cụ thay đổi cuộc chơi đối với chúng tôi vì chúng tôi có thể thiết kế và lặp lại với tốc độ nhanh, tập hợp tất cả chuyên môn và lĩnh vực của chúng tôi vào một nơi để đưa ra các giải pháp tốt nhất. Nó cho phép chúng tôi di chuyển và đổi mới nhanh hơn ”.

BioPod đầu tiên ở Paris

Để chịu được những điều kiện khắc nghiệt nhất, BioPods sử dụng kết hợp vật liệu tổng hợp cho nền kỹ thuật vững chắc với polyme mềm và chịu lực cho màng bơm hơi. Mỗi mô-đun được thiết kế với CATIA trên nền tảng 3DEXPERIENCE.

“Chúng tôi đã chọn phương pháp thiết kế tham số cho phép chúng tôi tạo ra các lớp vỏ và cấu trúc có hình học phức tạp, có thể mở rộng từ một lượng lớn dữ liệu,” Rhoné nói. “Sau đó, chúng tôi có thể lặp lại và mô phỏng khi chúng tôi tinh chỉnh thiết kế của mình. BioPod chứa nhiều thành phần cấu trúc khác nhau. Có thể tập trung tất cả trong một nền tảng giúp chúng tôi làm việc hiệu quả hơn”.

Mặc dù những ngôi làng sẵn sàng cho không gian đầu tiên của Interstellar Lab sẽ được triển khai trên Trái đất, nhưng nhóm vẫn giữ nguyên tham vọng không gian của mình.

Belvisi cho biết: “Chúng tôi hướng tới không gian để tìm ra các khái niệm và hệ thống mới, hiệu quả hơn mà chúng tôi đang thử nghiệm trên Trái đất. “Nếu bạn nghĩ đến việc đi đến một hành tinh khác, hệ thống đó phải nhẹ và siêu đàn hồi. Chúng tôi cũng phải xem xét rất nhiều hạn chế về bức xạ mặt trời, nhiệt độ khắc nghiệt, v.v…”

Trước khi triển khai BioPod đầu tiên, công ty đang khai thác sức mạnh mô phỏng của 3DEXPERIENCE với SIMULIA để tối ưu hóa việc cài đặt BioPod.

“Để đảm bảo rằng các mái vòm hoạt động như mong đợi, ngay cả trong điều kiện khắc nghiệt, chúng tôi cần phải mô phỏng chính xác tình huống thực tế của chúng – ví dụ: kiểm tra độ bền của toàn bộ cấu trúc bao gồm cả màng linh hoạt, duy trì luồng không khí bên trong để có được không khí chính xác”, Rhoné nói. “Sự thay đổi nhiệt độ bên ngoài mái vòm ảnh hưởng đến áp suất không khí bên trong phải duy trì ổn định. Mức độ oxy và carbon dioxide cần được đặt ở mức tối ưu để thực vật phát triển, tùy thuộc vào giai đoạn chúng đang ở trong vòng đời của chúng. SIMULIA cho phép chúng tôi mô phỏng nhiều tình huống có thể xảy ra.”

Cặp song sinh ảo ở trung tâm của hệ thống

Các mái vòm sẽ phát triển khi chúng được xây dựng và thử nghiệm. Công ty khởi nghiệp cần có khả năng cập nhật, theo dõi và kiểm soát những thay đổi được thực hiện đối với các mô hình vật lý. Có một cặp song sinh ảo là vô giá. Quy trình này bao gồm tất cả mọi thứ, từ vận hành và bảo trì, thông qua việc thu thập dữ liệu về sản xuất thực phẩm và môi trường. Nền tảng 3DEXPERIENCE sẽ cho phép Interstellar Lab đồng hóa tất cả dữ liệu này trong một biểu diễn 3D chính xác, điều này sẽ rất quan trọng để triển khai trên quy mô lớn.

“Cuối cùng, các mô hình 3D sẽ được sử dụng làm bản sao ảo của BioPods và Ebios, được kết nối với phần mềm của riêng chúng tôi, phần mềm này sẽ thu thập dữ liệu do các trạm và môi trường tạo ra,” Rhoné nói. “Chúng sẽ cho phép chúng tôi thiết lập một trung tâm điều khiển được hỗ trợ bởi trí thông minh nhân tạo để giám sát các vỏ theo cách tối ưu hóa, siêu tự động trong suốt vòng đời của chúng, trên Trái đất và trong không gian.”

Cho đến khi BioPods đi vào hoạt động và có mặt trên thị trường, Interstellar Lab đang dựa vào thực tế tăng cường và kết xuất ảnh chân thực để truyền đạt tầm nhìn của mình.

Belvisi nói: “Chúng tôi có thể sử dụng nền tảng 3DEXPERIENCE để chuyển từ mô hình 3D của mái vòm sang hình ảnh thực tế để mọi người có thể hình dung và hiểu những gì chúng tôi đang hướng tới. “Thực tế tăng cường cũng sẽ cho phép nhiều người hơn trải nghiệm cuộc sống sẽ như thế nào trong các mái vòm mà không cần phải tham quan thực tế. Họ sẽ có thể đi tham quan và cảm nhận chức năng của một không gian độc đáo như vậy và tương tác với môi trường. ”

Cặp song sinh ảo của BioPods và Ebios cũng là tài sản thiết yếu cho các giai đoạn sản xuất, thực hiện, vận hành và bảo trì. Giá trị trong sức mạnh tổng hợp hoàn hảo

Theo nhiều cách, quan hệ đối tác của Interstellar Lab với Dassault Systèmes là sự phù hợp tuyệt vời giữa các giá trị, sở thích và kỹ năng.

Rhoné nói: “Dassault Systèmes nổi tiếng về chuyên môn trong lĩnh vực hàng không vũ trụ. Việc liên doanh trong lĩnh vực khoa học sự sống khiến công ty trở thành đồng minh lý tưởng để đưa sứ mệnh của Interstellar Lab vào cuộc sống”.

“Lắng nghe và chủ động kể từ khi bắt đầu hợp tác, Dassault Systèmes hiểu rõ hướng đi mà chúng tôi muốn dự án đi vào và đưa ra các giải pháp tốt nhất để hỗ trợ chúng tôi trong cách tiếp cận của mình,” Belvisi nói. “Chúng tôi chia sẻ cùng một niềm đam mê, và cùng một tầm nhìn. Giấc mơ về một nền văn minh của loài người bên ngoài Trái đất chưa bao giờ gần đến thế ”.

Nguồn: 3ds.com