Caso de Estudio Interstellar Lab
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3DEXPERIENCE 
Construyendo el futuro en la Tierra y el más allá

Interstellar desarrolla módulos de circuito cerrado ambientalmente controlados diseñados para la vida autosostenible en la Tierra y otros planetas. Combinando arquitectura, agronomía, ingeniería, diseño de productos y ciencia, la empresa necesitaba una plataforma líder en la industria para respaldar a sus equipos de investigación internacionales y multidisciplinarios y capacitarlos para innovar rápidamente.

La tierra. La luna. Marte. ¿Qué pasa si los humanos se convierten en una especie multiplanetaria?

Esta es la misión de Interstellar Lab, una innovadora startup franco-estadounidense impulsada por la ambición de crear sistemas que nos permitan vivir mejor en la Tierra y preservar su biodiversidad, y preparar a la humanidad para asentarse en otros planetas. El proyecto encarna la visión de la fundadora y directora Barbara Belvisi, quien se basa en su pasión por el medio ambiente y los viajes espaciales para crear un impacto significativo y duradero.

“El cambio climático es una emergencia real y solo tenemos una pequeña ventana para lograr un cambio positivo”, dijo Belvisi. "Sin embargo, lo que necesitamos para vivir en Marte también puede ayudar a aliviar la crisis climática a la que nos enfrentamos".

El equipo de científicos, ingenieros y arquitectos de Interstellar Lab diseña sistemas de circuito cerrado con control ambiental inspirados en tecnologías aeroespaciales que producirán y reciclarán casi todo, haciendo que el agua, el aire y los alimentos sean lo más renovables posible para vivir en total autonomía. Compuestos por módulos independientes o combinados para formar una unidad completa y autosuficiente, estas estaciones de bio-regeneración experimentales (Ebios) son los primeros hábitats de su tipo. Cada Ebios funcionará como una mini-ciudad, albergando toda la infraestructura y los recursos necesarios para apoyar y sostener la vida humana sin intervención externa.

"No se trata de huir de la Tierra", dijo Belvisi. “Estamos construyendo un nuevo entorno para la vida sostenible en la Tierra y proporcionando un banco de pruebas para futuras misiones espaciales. Deseamos sentar las bases para lo que será el futuro de la humanidad ”.


La plataforma nos apoya para tener los procesos de trabajo más eficientes y evitar retrabajar diseños desde cero.

Barbara Belvisi • Founder and CEO Interstellar Lab

Uno de los primeros módulos que se desarrollará es un sistema de producción de alimentos autosostenible llamado BioPod. Construida para soportar climas extremos, la biosfera está diseñada para revolucionar la producción de alimentos, reduciendo la tierra y el agua necesarias para producir alimentos en la Tierra en más del 99%. Combinando tecnología avanzada con mantenimiento predictivo para lograr una agricultura de alta precisión, el BioPod crea las condiciones ambientales específicas requeridas para cultivar una amplia gama de cultivos y plantas que son demasiado complejas para sobrevivir en una agricultura tradicional de interior.

“Nuestro primer objetivo es crear las cápsulas principales, incluido el BioPod, que formará un entorno sostenible integrado y de circuito cerrado, desde la producción de alimentos hasta los sistemas de tratamiento de agua y desechos”, dijo Jim Rhoné, director de productos de Interstellar Lab. “Una gran parte del trabajo de diseño se dedica actualmente a este aspecto. Más allá de la funcionalidad y la ingeniería centradas en la eficiencia y la sostenibilidad, la estación y los módulos también deben satisfacer las necesidades humanas básicas dondequiera que estemos, en la Tierra, la Luna o Marte: espacio para vivir y crecer ”.

Para un proyecto de esta magnitud, Interstellar Lab ha reunido talentos y experiencia de la NASA, Space X, Airbus y Dassault Systèmes. Este último colabora con la startup para apoyar su crecimiento y escalabilidad. Como parte de esto, Interstellar Lab está manejando todos sus procesos de diseño y desarrollo para Ebios en la plataforma 3DEXPERIENCE® en la nube.

“Hoy en día, muchas herramientas permiten un enfoque innovador y respaldan la carga del flujo de datos moderno”, dijo Rhoné. “Pero muy pocos integran todas nuestras limitaciones en una sola plataforma. Somos una empresa a la vanguardia de muchas disciplinas, habilidades y aplicaciones: biología, aeroespacial, sistemas de control, arquitectura, matemáticas y ciencia de los materiales. Necesitábamos una plataforma que pudiera unir todas estas áreas. La plataforma 3DEXPERIENCE hace exactamente eso ".


Acelerando la innovación en la nube

Los equipos de Interstellar Lab, repartidos por París, Francia y Los Ángeles, EE. UU., Trabajan las veinticuatro horas del día en el diseño de Ebios.

Accesible en la nube, la plataforma 3DEXPERIENCE no solo proporciona acceso seguro e instantáneo para la empresa, sino que también mantiene una única versión de la verdad para el equipo.

"Esto es realmente importante ya que estamos trabajando en muchos componentes diferentes y debemos asegurarnos de no duplicar el trabajo y siempre nos referimos a la última versión", dijo Belvisi. “La plataforma nos apoya para tener los procesos de trabajo más eficientes y evitar volver a trabajar los diseños desde cero. Tener acceso en tiempo real es fundamental, ya que podemos ejecutar muchas iteraciones diferentes al mismo tiempo ".

Tanto global como multidisciplinario por su naturaleza, el equipo de Interstellar Lab también necesitaba una plataforma que pudiera manejar sus complejos requisitos en una sola plataforma, capaz de gestionar revisiones de proyectos y diseños a medida que el BioPod cobra vida, al tiempo que garantiza el cumplimiento técnico.

"A medida que avanzamos a la siguiente etapa, las capacidades de gestión de proyectos y programas de ENOVIA serán invaluables para almacenar y recuperar conocimientos de diseño y gestionar el ciclo de vida de BioPod de forma eficaz", dijo Belvisi.

A través de la plataforma basada en la nube, el equipo tiene acceso a todas las funcionalidades que necesita. Les ahorra tiempo a todos al cambiar entre herramientas y plataformas de terceros y convertir datos a medida que pasan de una aplicación a otra.

“La interoperabilidad puede llevar mucho tiempo”, dijo Rhoné. “No hay muchas plataformas que puedan proporcionar ese tipo de funcionalidad lista para usar. 3DEXPERIENCE es un cambio de juego para nosotros, ya que podemos diseñar e iterar a gran velocidad, reuniendo toda nuestra experiencia y dominios en un solo lugar para encontrar las mejores soluciones. Nos permite movernos e innovar más rápido ".

3DEXPERIENCE es un cambio de juego para nosotros, ya que podemos diseñar e iterar a gran velocidad, reuniendo toda nuestra experiencia en un solo lugar para encontrar las mejores soluciones.

Jim Rhoné • Chief Product Officer, INterstellar Lab

El primer BioPod en París

Para soportar las condiciones más rigurosas, los BioPods utilizan una combinación de composites para la base técnica sólida y polímeros suaves y resistentes para la membrana inflable.

“Queremos terminar con una aldea que sea muy fácil de implementar y requiera una fuerza laboral mínima”, dijo Belvisi. "Así es como se nos ocurrió el diseño de domos inflables y plegables, apilando todo lo que necesitamos para mantener la vida dentro de la estructura".

Cada módulo está diseñado con CATIA en la plataforma 3DEXPERIENCE.

“Optamos por un enfoque de diseño paramétrico que nos permite generar carcasas y estructuras con geometría compleja y escalable a partir de una gran cantidad de datos”, dijo Rhoné. “Entonces podemos iterar y simular a medida que refinamos nuestro diseño. Un BioPod alberga muchos componentes estructurales diferentes. Poder centralizar todo en una plataforma nos ayuda a trabajar de manera más eficiente ". 

Aunque las primeras aldeas preparadas para el espacio de Interstellar Lab se desplegarán en la Tierra, el equipo tiene en mente sus ambiciones espaciales. 


“Esperamos que el espacio presente conceptos y sistemas nuevos y más eficientes que estamos probando en la Tierra”, dijo Belvisi. “Si piensas en ir a otro planeta, el sistema debe ser ligero y superresistente. También debemos considerar muchas limitaciones en términos de radiación solar, temperaturas extremas, etc. "

Antes de que la empresa implemente el primer BioPod, está aprovechando el poder de simulación de 3DEXPERIENCE con SIMULIA para optimizar la instalación del BioPod.

“Para asegurarnos de que las cúpulas funcionen como se espera, incluso en condiciones extremas, necesitamos simular su situación de la vida real con precisión, por ejemplo, probando la resistencia de toda la estructura, incluida la membrana flexible, manteniendo el flujo de aire interior para obtener el aire exacto presión ", dijo Rhoné. 

“Las variaciones de temperatura fuera del domo afectan la presión del aire interno que debe permanecer estable”, agregó Belvisi. “Los niveles de oxígeno y dióxido de carbono deben establecerse en niveles óptimos para que las plantas crezcan, según la etapa en la que se encuentren en su ciclo de vida. SIMULIA nos permite emular los múltiples escenarios posibles ”.



El gemelo virtual en el corazón del sistema

Las cúpulas evolucionarán a medida que se construyan y experimenten. La puesta en marcha debe poder fechar, rastrear y controlar los cambios realizados en los modelos físicos. Tener un gemelo virtual es invaluable. Este proceso cubre todo, desde las operaciones y el mantenimiento, hasta la recopilación de datos sobre la producción de alimentos y el medio ambiente. La plataforma 3DEXPERIENCE permitirá a Interstellar Lab asimilar todos estos datos dentro de una representación 3D precisa, que será crucial para la implementación a gran escala.

“En última instancia, los modelos 3D se utilizarán como duplicados virtuales de BioPods y Ebios, conectados a nuestro propio software, que recopilará datos generados por las estaciones y el medio ambiente”, dijo Rhoné. "Nos permitirán configurar un centro de control asistido por inteligencia artificial para monitorear las cápsulas de una manera optimizada y ultra automatizada a lo largo de su ciclo de vida, en la Tierra y en el espacio".

Hasta que los BioPods estén operativos y en el mercado, Interstellar Lab se basa en la realidad aumentada y las representaciones fotorrealistas para comunicar su visión.

"Podemos usar la plataforma 3DEXPERIENCE para pasar de un modelo 3D del domo a una representación fotorrealista para que la gente pueda visualizar y comprender lo que pretendemos lograr", dijo Belvisi. “La realidad aumentada también permitirá que más personas experimenten cómo será la vida en las cúpulas sin tener que visitarlas físicamente. Podrán hacer un recorrido y sentir la funcionalidad de un espacio tan único e interactuar con el medio ambiente ".

Los gemelos virtuales de BioPods y Ebios también son activos esenciales para las fases de fabricación, ejecución, operación y mantenimiento.

"A medida que comenzamos a producir los diversos componentes de los BioPods, el gemelo digital evoluciona, integrando las especificidades de cada parte de nuestros fabricantes y proveedores para obtener réplicas virtuales del producto construidas," únicas "y centralizadas en la plataforma", dijo Rhoné. “Este mismo avatar digital nos permitirá controlar la calidad y precisión de la ejecución, e integrar el desempeño de cada BioPod adquiriendo datos de sensores para luego poder simular, tomar decisiones más confiables, automatizar el control y desarrollar mantenimiento predictivo. "



Valores en perfecta sinergia



En muchos sentidos, la asociación de Interstellar Lab con Dassault Systèmes es una maravillosa alineación de valores, intereses y habilidades.

"Dassault Systèmes es conocido por su experiencia en el sector aeroespacial", dijo Rhoné. "Pero la incursión de la empresa en las ciencias de la vida la convierte en el aliado ideal para dar vida a la misión de Interstellar Lab".

“Escuchando y proactivo desde el comienzo de nuestra colaboración, Dassault Systèmes comprende la dirección en la que queremos que vaya el proyecto y ofrece las mejores soluciones para apoyarnos en nuestro enfoque”, dijo Belvisi. “Compartimos la misma pasión y la misma visión. El sueño de una civilización humana más allá de la Tierra nunca ha estado tan cerca ". 

Fuente: Dassault System




Soporte SolidWorks 27 julio, 2021
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