Ex-engenheiros da SpaceX estão a construir uma fábrica robotizada para a produção de peças de aço
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Três ex-engenheiros da SpaceX passaram a dedicar-se à fabricação de peças de aço, utilizando software e robôs baseados em IA, em vez de se dedicarem à construção de motores de foguete. O seu objetivo imediato consiste em criar uma fábrica-protótipo capaz de automatizar a maior parte do processo de fabricação de aço para componentes essenciais de infraestruturas até 2027.
A startup, denominada 1872, foi lançada oficialmente a 22 de julho com uma cerimónia de inauguração nas suas instalações «Factory One», em Cincinnati, Ohio. A empresa está inicialmente focada na automatização do fabrico de skids de aço — estruturas retangulares de aço que podem servir de base móvel para edifícios modulares — com o objetivo de abastecer clientes que estão a desenvolver centros de dados de IA ou pequenos reatores nucleares modulares.
«Estamos a avançar no sentido da autonomia, mas não estamos necessariamente a avançar de forma dogmática para a autonomia total», afirmou Dan Summers, CEO da 1872, à Ars. «Podemos atingir 80% de operações autónomas e podemos decidir que faz sentido parar por aí, porque os retornos diminuem à medida que nos aproximamos dos 100%.»
O impulso para a automatização não se resume apenas à poupança de dinheiro. As associações do setor há muito que alertam para uma escassez crescente de mão de obra qualificada capaz de apoiar os esforços dos EUA na construção de novos centros de dados de IA, fábricas de semicondutores, fábricas automóveis e estaleiros navais.
A American Welding Society estima que os Estados Unidos irão necessitar de 320 500 novos profissionais de soldadura até 2029, devido às aposentações de uma força de trabalho envelhecida, a par da procura crescente de trabalhos de soldadura. O endurecimento das restrições da administração Trump à imigração legal e a repressão à imigração irregular estão a limitar ainda mais as opções para indústrias que dependem fortemente da soldadura, como a construção naval.
«O problema que estamos a tentar resolver é como construir mais coisas com uma reserva cada vez menor de mão de obra qualificada para o fazer, e este é um bom ponto de partida em termos de implementação da automatização», afirmou Summers.
De motores de foguetões a plataformas de aço
Os cofundadores da 1872, incluindo Summers, Brian Mongilio e Michael Grant, trazem todos experiência relevante por terem trabalhado anteriormente na SpaceX. Summers supervisionou a equipa de engenharia responsável pela integração e fabrico dos motores Raptor que impulsionam o foguetão impulsionador Super Heavy para o sistema de lançamento Starship da SpaceX.
A utilização de «software inteligente» pela equipa do Raptor para acompanhar e gerir o fabrico físico do hardware do Raptor tornou-se o «ingrediente secreto» para implementar mudanças de forma rápida e precisa, segundo Summers.
«Tínhamos engenheiros de software que trabalhavam em conjunto com os nossos engenheiros de hardware, não só para desenvolver o motor, mas também para desenvolver o sistema que iria construir o motor», explicou Summers à Ars. «Cada motor era tão diferente e estávamos a introduzir tantas alterações no sistema que, sem esse software, teria sido impossível saber o que precisávamos de construir, o que realmente construímos ou como iríamos construí-lo.»
Isso permitiu à equipa do Raptor levar o motor de um primeiro conceito em escala real, fortemente instrumentado, para uma versão de produção no espaço de três anos, afirmou Summers. Em comparação, ele salientou que o ciclo de vida típico do desenvolvimento de um motor a jato pode ultrapassar duas décadas.
Com a nova empresa 1872, os cofundadores decidiram concentrar-se, em primeiro lugar, na automatização da produção de patins retangulares de aço, porque são «componentes de menor precisão» em comparação com algo como uma peça de nível aeroespacial para um foguetão, afirmou Summers. Isso deixa mais margem para erros do ponto de vista da automatização, ao mesmo tempo que se continua a produzir em série um componente de aço útil.
«Estamos a começar com os componentes menos apelativos no domínio das infraestruturas críticas, que são realmente importantes para a nossa capacidade de construir coisas e que consomem uma enorme quantidade de mão de obra qualificada e de recursos», afirmou Summers.
Soldadura robótica versus soldadura manual
Para começar, a 1872 recorreu inicialmente a trabalhadores humanos para estabelecer um processo manual de produção de skids acabados, explicou Summers. Mas a empresa também tem vindo a trabalhar na integração de tecnologias como braços robóticos capazes de realizar soldadura automatizada para unir peças metálicas, em parceria com a empresa Path Robotics, sediada em Columbus.
O processo padrão de soldadura por arco cria um arco elétrico entre um elétrodo em bastão ou fio e o material metálico. Esse arco elétrico gera calor suficiente para derreter o metal na junção entre duas peças metálicas, o que permite que as duas peças sejam unidas assim que o metal derretido se solidificar novamente.
No que diz respeito à soldadura por arco, a Path Robotics afirma que os seus robôs atingem normalmente entre 95 e 100 por cento de rendimento na primeira passagem, ou seja, a percentagem de peças que passam na inspeção de qualidade à primeira tentativa, sem necessidade de retrabalho nem de gerar sucata.
Os braços robóticos também funcionam de forma mais eficiente, passando 70 por cento do seu tempo de trabalho com o arco ligado. Em comparação, os trabalhadores humanos têm um tempo de arco ligado de apenas 10 a 12 por cento, porque passam mais tempo a alinhar e reposicionar peças metálicas ou a ajustar a ferramenta.
Essa eficiência robótica pode reduzir os custos de soldadura em 85 por cento, de acordo com a Path Robotics. Isto deve-se ao facto de uma estação de trabalho da Path Robotics ser capaz de realizar soldaduras por cerca de 0,12 dólares por polegada soldada, enquanto a soldadura manual custa cerca de 0,78 dólares por polegada soldada.
A soldadura de um skid pode demorar entre duas a quatro horas, mas a montagem de todos os componentes cortados para o processo de soldadura pode demorar entre quatro a cinco dias, explicou Summers. Por isso, a empresa está especialmente interessada em descobrir como a automatização pode reduzir o tempo necessário para a montagem dos componentes do skid. «O que está em causa é saber como manter essa máquina a funcionar», afirmou.
O arquiteto impulsionado pela IA
O site da 1872 apresenta uma visão de um processo de fabrico altamente automatizado, em que os ficheiros de projeto digitais dos clientes são introduzidos num sistema de software impulsionado por IA que cria e programa um plano de fabrico completo para os componentes de aço, incluindo a fixação de preços e o aprovisionamento dos materiais necessários.
Esse sistema «Architect» passaria então o comando a um «Conductor», que executa o processo de fabrico orquestrando a movimentação de materiais e máquinas robóticas no chão de fábrica, explicou Summers. Isso pode incluir veículos autónomos para transportar materiais e peças entre estações de trabalho ou braços robóticos que se deslocam em carris ao longo de uma linha de produção.
«O nosso diferencial é a nossa capacidade de pegar em sistemas robóticos, sejam eles construídos por nós ou por parceiros como a Path Robotics, integrá-los num único sistema e orquestrá-los em conjunto de forma a que se consiga realmente uma operação sem falhas», disse Summers à Ars.
Idealmente, cada ciclo de produção fornecerá dados adicionais que ajudam a treinar os vários modelos de IA envolvidos e permitem que o sistema Architect, no seu conjunto, melhore a longo prazo. A 1872 está a utilizar modelos de IA prontos a usar e personalizados, incluindo alguns modelos linguísticos de grande dimensão, e planeia integrar modelos baseados na física que possam representar com precisão os diferentes processos de fabrico que estão a ser implementados no chão de fábrica.
A empresa já recebeu 15 milhões de dólares em financiamento inicial proveniente de fundos privados assessorados pela The O.H.I.O. Fund, uma empresa de consultoria de investimentos. Idealmente, esse montante deverá ser suficiente para «lançar a Fábrica 1, desenvolver a pilha tecnológica de software e hardware de automação e tornar-se rentável», segundo Summers. A empresa poderá também, eventualmente, expandir o seu processo de produção automatizado para além das plataformas de aço, abrangendo estruturas e invólucros.
«Nos próximos 12 meses, esperamos começar a descascar realmente as camadas da cebola no que diz respeito ao processamento manual e implementar automatizações não só no chão de fábrica físico, mas também digitalmente», afirmou Summers.
Jeremy Hsu Repórter de Tecnologia Jeremy Hsu Repórter de Tecnologia Jeremy Hsu é um repórter que explora uma vasta gama de temas nas áreas da tecnologia avançada e da IA. Já escreveu para a New Scientist, Scientific American, IEEE Spectrum, Wired, Undark Magazine e MIT Tech Review, entre muitas outras publicações, sobre temas como deepfakes, centros de dados, drones, tecnologia de baterias, robótica e interferência de GPS. Possui ainda um Mestrado em Jornalismo pela NYU e uma licenciatura pela Universidade da Pensilvânia em História e Sociologia da Ciência, com especialização secundária em Inglês.