デジタルツインが軍事衛星計画に採用されつつある(spacenews翻訳6/5)
デジタルツインとは何か、シミュレーションとは何か、業界ではまだ混乱が続く
ワシントン - デジタルツインは長年、宇宙産業における次の「大きな出来事」としてもてはやされてきました。
この技術はまだ進化していますが、この分野の企業では、複雑な衛星ネットワークを設計するためのデジタルエンジニアリングツールの需要が高まっていると考えています。
宇宙システムに特化したデジタルエンジニアリング・ソフトウェアを開発する新興企業Sedaro社の共同設立者兼CEOであるロビー・ロバートソン氏は「私たちは、流行語であり多くの冷笑を浴びることから、人々が本当に必要とするものへの転換期にようやく来ている」と述べました。
バージニア州アーリントンに拠点を置く同社は、2016年に設立された。国防総省やNASAから300万ドル近い中小企業研究賞を獲得しており、ベンチャーキャピタルからの資金調達も行っています。
衛星コンステレーションの規模と複雑さにより、デジタルツインが必要になっているとロバートソン氏は言いました。
問題は特に軍事計画では、旧来のデジタル設計ツールをデジタルツインと偽って販売されていることだと彼は言います。
大規模な衛星コンステレーションの計画・設計では、「バーチャルとフィジカルを結びつけることで、人間が管理できない程度の複雑さを管理できるようになる」と同氏は述べました。
DoDが次世代の宇宙システムを計画する中で、デジタルツインは軍事衛星計画で支持を集めています。
Sedaroのソフトウェアは、主要なシステム取得を監督する国防総省の要求組織で使用されています。例えば、ミサイル追跡衛星ネットワークのデジタルツインは、意思決定者が衛星を取得する前に要件を調整するのに役立ちました。
宇宙軍では、軌道上の衛星に燃料を補給する「テトラ5」という実験を計画するためにデジタルツインを使用しています。
「これは、物理的なシステムとともにデジタルツインの配信を必要とするプログラムの例です」とロバートソンは言いました。
デジタルエンジニアリングのためのAIプラットフォーム
元グーグルCEOのエリック・シュミットが支援し、元ペンタゴンの調達担当者ウィル・ローパーが経営するデジタルエンジニアリングの新興企業Istariのターゲット顧客も軍事宇宙計画です。
Istari社の創業者兼CEOであるローパー氏は、モデリングとシミュレーションによってプラットフォームの設計、テスト、さらには認証を行うことができれば、軍用機、衛星、その他のシステムの開発をより迅速かつ安価に行うことができると述べました。
軍事調達プログラムは、統合されたデジタル環境で連携しない、さまざまな業者のモデルやシミュレーションの寄せ集めに依存しているため、今日ではそれが不可能だといいます。
IstariのAIプラットフォームは、モデルやシミュレーションの共通オペレーティングシステムとして機能します。どのようなモデルでも、所有者に関係なく、プラグアンドプレイができるようにすることです。
宇宙軍はこの技術から本当に恩恵を受けることができる、とローパー氏は主張します。例えば、衛星オペレータは、エンジニアが設計しているのと同じモデルで訓練することになります。これは真のデジタルスレッドとなり、エンジニアはユーザーからのリアルタイムのデータで常に設計を更新し、改善することができるようになるのです。
真のデジタル・ツイン
ロバートソン氏はマーケティング上のバズワードやデジタルツインの複数の定義に、顧客が圧倒されることが多いと言います。
彼が説明する方法は「軌道上のシステムとそのツインの挙動が完全に同期する時点まで、そのライフサイクル全体を通して存在する物理システムの高忠実度の仮想表現」です。
Sedaroは4月、クラウドベースのデジタルエンジニアリングツールの最新版を発表し、この技術が単なる誇張されたトレンドではないことを懐疑的な人々に納得してもらいたいと考えています。
「多くの人が、宇宙システムのデジタルエンジニアリングの現状に失望しています」と彼は言います。
「ハードウェア技術の複雑さと品質を劇的に向上させるためにソフトウェアを使ったことがないのだから」
国防総省の衛星計画では、長年にわたり、独自のデジタルツインを設計するために、自社製と数十年前の商用ソフトウェア製品の乱雑な組み合わせに頼ってきました。
ロバートソン氏は、こうしたレガシー技術は、宇宙開発事業団の地球低軌道アーキテクチャのように、軍が将来的に計画している大規模な衛星コンステレーションには拡張できない、と述べています。
デジタルエンジニアリングでコンステレーションを計画
宇宙開発事業団は、通信衛星に関する最新の募集において、衛星のデジタル画像を提出し、宇宙開発事業団がモデルを作成できるようにすることを求めています。ロバートソン氏は、「特にデジタルツインを要求しているわけではない」としながらも、その方向に進んでいることを明らかにしました。「デジタル・ツインが特定の組織にとってどのような意味を持つかについては、多くのノブを回すことができます」
国防総省にとって、運用中の衛星のデジタルツインを持つことは「この技術の最もエキサイティングな未来への応用である」と彼は言います。
従来、エンジニアリング・シミュレーションは、「ハードウェアや物理的なシステムを構築する前の設計ツール」と考えられてきました。
しかしデジタルツインが主に使用されるのは運用のためであり、システムを高い忠実度でシミュレーションすることです。
使用方法の最適化、軍事的観点からの脆弱性の発見、予知保全など、デジタルツインは他の産業で多く使用されている方法なのです。
デジタルエンジニアリングプラットフォームは、防衛市場で成立するためには、インターネットのように相互運用可能な環境でなければならないため、国防総省は単一のベンダーに依存することはない、と同氏は述べています。
SDAのように、異なるメーカーから衛星を購入する組織は、互換性のないモデルやソフトウェアツールのために何百万ドルも支払う必要はないでしょう。
ロバートソン氏は「宇宙軍では、業務のあらゆる側面にデジタル技術を導入することを推進しており、その中にはデジタルエンジニアリングも含まれる」と述べました。
それがユーザーレベルで実際にどのような意味を持つのかは、まだ不明だといいます。
「指導者たちは、我々はデジタルサービスになると言っているが、彼らはオーダーメイドのソフトウェアツールのレガシープロバイダーに頼っている」
宇宙軍は、National Space Test and Training Complexと呼ばれる新しい計画の下で、デジタルエンジニアリングを含む多くの技術について、産業界のピッチを求める予定です。
ロバートソン氏は、「デジタルエンジニアリングのエコシステムやツールセットは、デジタルツインも含めて、すべて立ち上がっています」と述べています。
「しかし、明確な勝者がいるわけではありません」
この分野では、厳しい決断が待ち受けています。
重なり合い、重複する取り組みが結果を導きます。
どれがクラウドのエコシステムとして運用されるのでしょうか？
宇宙システム司令部は4月、デジタルエンジニアリングの循環システム・プラットフォームを立ち上げ、米宇宙軍とそのミッションパートナーが脅威の先を行くのを支援する計画を発表しました。
2025年に完成予定のこのデジタルプラットフォームは「USSFの循環システムの中で、既存のデジタルエンジニアリングの取り組みを統合するのに役立つ」とされています。
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