RocketSmith: Agentic Additive Manufacturing of High-Powered Rockets

RocketSmith is an agentic system which intelligently automates the DFAM process for the development of high powered rockets suitable for launch. The system utilizes a large language model to orchestrate the execution of software tools to validate design characteristics such as flight stability and generate the parametric design components for the rocket assembly. A collection of subagents and skills enable optimization workflows of flight parameters via iteration in both zero-shot and human-in-the-loop workflows. With this system, four distinct high power rockets with various motor and assembly configurations were developed utilizing the unique design capabilities of additive manufacturing. These assembly components were fabricated using various FDM printers, manually evaluated for flight readiness, and flight tested at a launch event. From these tests, all rockets achieved a stable launch and two of the four rockets were successfully recovered in reflyable condition. The altimeter data validated that the rockets achieved an altitude 80% of the expected apogee predicted by the agentic system, establishing consistency between simulation and experimentation.

한 줄 요약

RocketSmith는 대형 언어 모델을 활용한 에이전트 시스템으로, 고출력 로켓의 디자인-제조-시험 과정을 자동화한다.

핵심 기여도

RocketSmith는 LLM 기반 에이전트 시스템으로, DFAM(디자인-제조 통합) 프로세스를 자동화함.
4개의 고출력 로켓을 개발하고 FDM 프린터로 제작하여 실제 발사 테스트를 진행함.
발사 시 모든 로켓이 안정적으로 발사되었으며, 4개 중 2개가 재사용 가능한 상태로 회수됨.
고도 측정 데이터가 예측된 apogee의 80~84%에 도달하여 시뮬레이션과 실험의 일관성을 입증함.

핵심 아이디어

RocketSmith는 대형 언어 모델(Large Language Model, LLM)을 핵심으로, 소형 에이전트(subagents)와 기술(skill)을 결합하여 고출력 로켓의 디자인-제조-시험을 자동화하는 시스템이다. 기존에는 수동으로 반복되는 디자인-제조-시험 사이클이 있었지만, RocketSmith는 LLM을 통해 소프트웨어 도구를 조율하고, 파라미터 최적화를 반복적으로 수행함으로써 이 과정을 자동화한다. 특히, zero-shot 및 human-in-the-loop 방식을 통해 사용자 입력에 따라 다양한 로켓 구성을 생성하고, FDM 프린터로 제작 가능하도록 설계된다. 이는 AM(Additive Manufacturing)의 유연성을 활용한 새로운 접근법이다.

기술적 접근법

**LLM 기반 에이전트 시스템**: RocketSmith는 Claude Code 플러그인 형태로 제공되며, Model Context Protocol (MCP) 기준에 따라 개발됨.
**Subagents & Skills**: 다양한 소프트웨어 도구(예: CAD, 시뮬레이션)를 조율하는 기능을 수행하며, 파라미터 최적화를 반복적으로 수행함.
**FDM 제조**: CAD 파일은 Fused Deposition Modeling (FDM) 프린터를 통해 제작됨.
**Flight Simulation & Validation**: 시뮬레이션 도구를 사용해 비행 안정성, apogee 예측 등을 검증함.
**Human-in-the-loop**: 사용자 입력을 반영한 반복적 최적화 과정을 지원함.

주요 결과

**High Power 1**: 예측 apogee 대비 80% 달성.
**High Power 4**: 예측 apogee 대비 84% 달성.
4개 로켓 중 2개가 재사용 가능한 상태로 회수됨.
모든 로켓이 안정적으로 발사됨.
FDM 제조된 부품이 실제 발사 환경에서 성능을 입증함.

의의 및 한계

RocketSmith는 AM 기반 고출력 로켓 개발에 LLM 기반 에이전트 시스템을 적용한 첫 사례로, 디자인-제조-시험의 반복적 과정을 자동화함으로써 개발 효율성을 높인다. 특히, 파라미터 최적화와 시뮬레이션-실험 일관성 확보에 기여하며, 미래의 자율적 로켓 설계 플랫폼으로 활용 가능하다. 그러나 현재는 4개 로켓에 대한 결과만 제시되었으며, 더 많은 데이터와 장기적 신뢰도 검증이 필요하다. 또한, FDM 제조 방식의 제한성(예: 강도, 정밀도)도 한계로 작용할 수 있다.

실용적 활용

RocketSmith는 소형 로켓 개발, 교육용 프로젝트, 또는 AM 기반의 빠른 프로토타입 제작에 활용될 수 있다. 특히, 비용 효율적이고 반복적인 설계-제조-시험 과정이 필요한 항공우주 및 기계 설계 분야에서 유용할 것으로 기대된다.