mboost-dp1

NASA

Evolution forlænger levetid for ionmotor

- Via NewScientist - , redigeret af Net_Srak , indsendt af ktg

Flere og flere rumfartøjer der sendes ud fra Jorden, bliver udstyret med en ionmotor, i stedet for en traditionel raketmotor, der anvender store mængder brændstof.

Fordelen ved en ionmotor er den lille mængde brændstof den behøver, der består af gasarten xenon. Ulempen er dog, at selve motoren typisk ikke holder i mere end lige under tre års brug.

Årsagen er et trådnet hvorigennem xenon-ionerne accelereres, idet nogle af ionerne rammer nettet og nedbryder det. Det er i midlertid lykkedes en forsker fra Colorado State University, USA, at udvikle et nyt design, der kan holde helt op til fem år. Designet blev udviklet ved at lade en computer anvende genetisk algoritmer, der normalt simulerer evolution i gener over mange generationer.

I stedet for informationer om gener brugte forskeren, Cody Farnell, geometriske informationer om opbygningen af trådnettet, samt spændingen over det, som variabler.

Programmet simulerede herefter en lang række kombinationer af værdier og hver gang der blev fundet en kombination, som forlængede levetiden, blev den brugt som udgangspunkt for de næste beregninger.

Efter 100 generationer kunne softwaren ikke længere opnå nogen forbedring, men da var levetiden kommet op på 5,1 år.

Farnell vil nu prøve at inkludere flere faktorer, som påvirker levetiden af en ionmotor og se om han kan opnå yderligere forbedringer.





Gå til bund
Gravatar #1 - gentox
26. maj 2010 11:14
Det er fandeme en cool måde at udvikle på, og jeg går ud fra at det kun er en meget lille del af ionmotoren der i det hele taget har været igennem denne udvikling, netop trådnettet og spændingen i dette.
Så det er ikke de helt store ændringer.

Kunne være interessant at se denne form for "evolution" sat ind andre steder, som feks ved forbrændingsmotoren, eller strøm generatorer.
#2 - 26. maj 2010 11:22
Jeg kommer bare til at tænke på Numb3rs....

Åndsvage serie....
Gravatar #3 - onetreehell
26. maj 2010 11:25
Jeg har prøvet at bruge en bastard af sådan en algoritme til at finde nogle gode værdier til nogle variabler i et program.
Det var egentlig meget simpelt: find på X antal tilfældige sæt af parametre. Kør simulation Y gange på hvert sæt. Sorter de Z bedste fra og lav X-Z tilfældige nye parametre. Kør det et par generationer og tag de bedste ud.
Jeg ved godt at det ikke helt er en genetisk algoritme, men det var godt nok til mit formål :) Det var nice nok bare at lade computeren crunche tal i et stykke tid og så bare få en rimelig ok løsning ud af det :D
Gravatar #4 - marty
26. maj 2010 11:29
#0:

Indsendt rettelse: "Xeon" => "xenon" og "atom" => "ion"
Gravatar #5 - fennec
26. maj 2010 11:36
Kan man ikke bare udskifte nettet?

Altså lave en mekanisk funktion som piller det brugte net ud og indsætter et nyt. Så kan sonden have et par ekstra net med, også aktivere man bare udskift funktionen.

Og nej. Jeg ved intet om hvordan en sådan motor fungere. Det virker bare logisk at udskifte nettet :)
Gravatar #6 - MiniatureZeus
26. maj 2010 11:49
Svjv bliver en ion-motor da ikke brugt til få fartøjer ud af atmosfæren, men kun til fremdrift ude i rummet, i det at ion-motorer accelerer(...)erere meget langsomt..
Gravatar #7 - terracide
26. maj 2010 11:50
#5:
Google K.I.S.S.

Ting vi ikke lige selv kn få fingre på, skal laves så det kører bedst muligt med mindst mulig vedligeholdigelse.

#6:
Korrekt.
Gravatar #8 - Jakob Jakobsen
26. maj 2010 11:52
#7
En udskiftning er da eneste mulighed hvis man vil have acceleration i længere tid end de nuværende 2,8/5 år.
Så kan du K.I.S.S'e så meget du vil.
Gravatar #9 - terracide
26. maj 2010 11:55
#8:
Still not going to happen, da det vil gøre soden tungere, mindre nyttelast, øget opsendelsepris ect.

Og alt der skal til er én enkelt mikro-meteorit, så fejler det mekaniske udskiftnigns system...og så griner både KISS og Murphy af dig.
Gravatar #10 - ipwn
26. maj 2010 11:58
#1 Det er nu ikke udvikling, men optimering.

Udviklingen kræver ny teknologi, men indtil da er det jo smart at finde ud af hvor meget man kan få ud af den nuværende teknologi.

#3 For evolution skal du tage de bedste resultater, mutere dem, og tage de bedste derefter igen, et cetera. Men det er absolut ikke den eneste algoritme. Der findes hundreder af algoritmer til at finde optimale løsninger på problemer, det er jo kernen i AI feltet :)

#8 Når den er oppe i fart er den jo allerede i bevægelse, og så kan du slynge den omkring nogle planeter og måner. Tror ikke man har brug for konstant at have en motor tændt i rummet.
Gravatar #11 - Jakob Jakobsen
26. maj 2010 11:59
#9
Hvorfor skulle samme meteorit ikke kunne ødelægge sonden i forvejen, lavet rigtigt ville den øgede chance være mikroskopisk?
Der er intet til hindring for at bruge sådan et system og de ekstra 2-300g gør ikke den store forskel hvis man modregner en fordobling, eller mere, af accelerationstiden.

#10
At bruge planeter til at accelerere er ikke en ret god ide, specielt hvis man ikke kan styre proben.
Gravatar #12 - skipperskip
26. maj 2010 12:14
ipwn (10) skrev:


#8 Når den er oppe i fart er den jo allerede i bevægelse, og så kan du slynge den omkring nogle planeter og måner. Tror ikke man har brug for konstant at have en motor tændt i rummet.


Jo, det er lige netop det, som der er brug for.
Her er netop tale om en konstant accelration, da den ikke er oppe på maks hastigheden.
Gravatar #13 - TrolleRolle
26. maj 2010 12:15
Alt det der står i Newz-versionen af artiklen om at genetiske algoritmer normalt bruges til udregninger på gener... det er noget ævl.

Navnet har intet at gøre med hvad de bruges til. Ideen er heller ikke ny, selvom det næsten lyser ud af OP at han har fået en åbenbaring af de helt store. Genetiske algoritmer har allerede løst mange praktiske problemer i virkelighedens verden før.

Denne form for optimering kaldes genetic algorithms fordi de skaber optimeringerne ved at ændre på en masse inputværdier(lige som gener) og så lade de bedste løsninger fortsætte(survival of the fittest). Man tilsætter så lidt tilfældighed(mutationer) ved hver generation.
Hvis man har sat det hele rigtigt op bliver løsningsforslaget bedre og bedre for hver generation, indtil man når noget rimeligt optimalt.

Kort fortalt: Den eneste nyhed her, er at man har forbedret ion-motorers levetid med 2-3 år.
Gravatar #14 - HenrikH
26. maj 2010 12:50
#10: Lidt som #12 siger, men.

Hele konceptet er, at i stedet for en kort, men høj, acceleration fra en regulær forbrændingsraket; så accelererer ion motorer temmelig langsomt, men kan køre meget længe på en begrænset mængde brændstof (og en masse elektricitet).

Et hurtigt kig på Wikipedia afslører at:
En almindelig raketmotors trykkraft måles i kiloNewton.
En ion-motors trykkraft måles oftest i milliNewton (og kiloWatt).
Gravatar #15 - onetreehell
26. maj 2010 17:32
ipwn (10) skrev:
#3 For evolution skal du tage de bedste resultater, mutere dem, og tage de bedste derefter igen, et cetera. Men det er absolut ikke den eneste algoritme. Der findes hundreder af algoritmer til at finde optimale løsninger på problemer, det er jo kernen i AI feltet :)

Det er jeg udmærket klar over. Det gjorde jeg også opmærksom på i min post.
Nu skal du passe på hvad du siger :) genetiske algoritmer (og sikkert andre indenfor AI) finder IKKE den optimale løsning, men derimod 'bare' en god løsning.
Gravatar #16 - woodydrn
26. maj 2010 17:46
genetiske algoritmer = brute force, altid langsomt - men man er sikret at det kun går én vej i udviklingen.
Gravatar #18 - Deleet
27. maj 2010 10:22
Til dem som vil lære mere om evolution og se nogle flere eksempler på brug af evolutionære algoritmer til udvikling.

http://video.google.com/videoplay?docid=6413987104...

Eller læs bogen. :)
Gravatar #19 - onetreehell
27. maj 2010 10:47
damnit, mit indlæg gik tabt.

#16
Der er en væsentlig forskel på GA og brute force.
Bruteforce tester alle mulige løsninger og finder den optimale løsning.
GA tester kun et vist antal løsninger og finder en god, men ikke nødvendigvis optimal løsning.
Gravatar #20 - Hydrasil
27. maj 2010 12:19
Interessant at ingen andre nævner en af de vigtigste principper i standard GA, uanset hvordan populations-arkitektur, etc. ellers er opbygget: Crossover (selvom der self er en del diskussion om hvorvidt crossover eller mutation er vigtigst..)

Generelt er der vel 3 grund-principper:

Selection, Crossover, Mutation

Selection vælger N parents som der laves child copies ud af, crossover "krydser" deres genotype og mutation "muterer" genotypen. Wiki har udemærkede illustrationer.

Og det er noget vrøvl at sammenligne med brute force. Det er bevist at GAer kan køre i polynomisk tid.
Mht. optimering er det eneste der forhindrer dig i at finde en optimal løsning (hvis sådan en findes/kan bevises til dit problem) er antallet af generationer og indstillingen af dine parametre.

I øvrigt bruges GA også ofte til at træne neurale netværk(ANN) når alternative træningsmetoder, så som backpropagation, ikke er praktiske. Eller til optimering af ANNs topologi.
Det skulle kunne hjælpe de flestes fantasi med at forestille sig nyttigheden af GA og lignende metoder :)
Gravatar #21 - woodydrn
27. maj 2010 14:52
onetreehell (19) skrev:

#16
Der er en væsentlig forskel på GA og brute force.
Bruteforce tester alle mulige løsninger og finder den optimale løsning.
GA tester kun et vist antal løsninger og finder en god, men ikke nødvendigvis optimal løsning.


Men det er stadig brute force, måske direkte brute force er blindt - hvor GA er mere lukker sine veje i tro at en del er godt.
Gå til top

Opret dig som bruger i dag

Det er gratis, og du binder dig ikke til noget.

Når du er oprettet som bruger, får du adgang til en lang række af sidens andre muligheder, såsom at udforme siden efter eget ønske og deltage i diskussionerne.

Opret Bruger Login