De Yulia Ponomareva

rezumat: NASA a creat modele 3D ultra-realiste pentru a le folosi în mediul său de formare a realității hibride pentru pregătirea astronauților pentru viață și muncă în spațiu.

Scopul: Pentru a scana 3D instrumentele NASA existente și alte obiecte și a crea modele digitale extrem de realiste ale acestora, pentru utilizare într-un mediu virtual.

Instrumente utilizate: Artec Eva, Space Spider, Artec Studio

Cu ajutorul scanerelor 3D Artec Eva și Space Spider, inginerii de la Laboratorul de realitate hibridă al NASA sunt capabili să scaneze instrumente și alte active care sunt utilizate în spațiu și să creeze versiuni urmărite imprimate 3D care pot fi utilizate pentru a îmbunătăți instruirea.

NASA se află în prezent într-o misiune de a trimite omenirea mai adânc în Sistemul Solar ca niciodată. Aceasta include finalizarea unor programe precum capsula Orion și sistemul de lansare spațială. Finalizarea acestor programe necesită crearea de noi antrenamente și noi proceduri pe care astronauții vor trebui să le învețe.

Este important să găsiți modalități de a reduce impactul asupra costurilor și programului, menținând în același timp eficacitatea metodelor tradiționale de formare a astronauților, mai ales când vine vorba de explorarea Marte, unde se așteaptă ca misiunile să dureze luni sau ani la rând. Inginerii NASA pot profita de tehnologiile de mediu captivante pentru a vedea cum să facă experiența de antrenament să se simtă cât mai realistă în timp ce rulează diferite simulări.

În 2015, NASA a fondat Laboratorul de Realitate Hibridă pentru a combina tehnologia de realitate virtuală a consumatorilor și a urmărit obiecte 3D (localizarea unui obiect în spațiul 3D folosind tehnologia de urmărire a obiectelor) pentru a crea imagini realiste și feedback tactil, oferind un sentiment de imersiune mult mai puternic și mai bun. Laboratorul folosește căști VR de pe raft, Unreal Engine 4 (un motor de joc comercial care acceptă funcții avansate de redare, fizică și rețea) și conținut specific NASA pentru a crea medii de instruire.

În 2015, NASA a fondat Hybrid Reality Lab pentru a combina tehnologia de realitate virtuală a consumatorilor și a urmărit obiecte 3D (localizarea unui obiect în spațiul 3D folosind tehnologia de urmărire a obiectelor), pentru a crea imagini realiste și feedback tactil, oferind un sentiment de imersiune mult mai puternic și mai bun.

artec

Un obiectiv major este acela de a simula gravitația redusă și sentimentul de feedback tactil. În prezent, o sucursală suroră a Centrului Spațial Johnson al NASA operează sistemul de descărcare a activității de răspuns activ (ARGOS).

„Este în esență o legătură inteligentă care se atașează de spate, îți descarcă greutatea corporală și ține cont de impulsul tău în direcțiile verticale și orizontale pentru a te face să simți că te afli în gravitația lunară, gravitația marțiană, microgravitația sau oriunde între ele”, a spus el. spune Matthew Noyes, lider software la laboratorul de realitate hibridă și concepte operaționale avansate al NASA.

Mediul Hybrid Reality Lab a fost fuzionat cu sistemul ARGOS, astfel încât utilizatorul poate să se deplaseze în jurul unei reprezentări virtuale a mediului Stației Spațiale Internaționale, trăgându-se prin lumea 3D. Făcând acest lucru, ISS virtual pare să se miște în jurul lor în timp ce poartă căștile virtuale.

Matthew Noyes al NASA vorbește despre realitatea hibridă ca o nouă frontieră a explorării spațiale.

O serie de aplicații au fost create pentru a prezenta o parte din puterea realității hibride, iar Stația Spațială Internațională a fost prima. Este o simulare dinamică a majorității modulelor interioare frecventate de astronauții americani.

Mai mulți utilizatori se pot antrena împreună în interiorul realității virtuale, ceea ce înseamnă că pot lucra împreună chiar dacă se află pe părți complet opuse ale lumii. De asemenea, deschide oportunități pentru a face mai multe activități de sensibilizare, deoarece oamenii de acasă, cu propriile căști de consum, se pot conecta la un server și pot urmări astronauții care se antrenează în timp real într-un mod mult mai interesant, care poate fi realizat cu televizorul NASA obișnuit.

Laboratorul folosește căști VR de pe raft, Unreal Engine 4 (un motor de joc comercial care acceptă funcții avansate de redare, fizică și rețea) și conținut specific NASA pentru a crea medii de instruire.

NASA are o mulțime de active spațiale existente, cum ar fi un burghiu spațial numit Pistol Grip Tool (PGT) folosit pentru găurirea șuruburilor. Există, de asemenea, multe alte instrumente în curs de dezvoltare care vor fi utilizate în misiuni viitoare, cum ar fi un instrument de fluorescență cu raze X (XRF) care este utilizat pentru a determina compoziția rocii/solului pe Marte și se bazează pe instrumente disponibile comercial pentru utilizare.

„Acum, atunci când colectați probe pe suprafața marțiană, cel mai probabil ați folosi un instrument ca acesta pentru a vă spune care este raportul de masă al diferitelor elemente din interiorul probei și, folosind scanarea 3D, putem face acest model să pară extrem de realist, astfel încât să puteți învăța cum să utilizați instrumentul în realitatea virtuală ”, spune Matthew Noyes.

Acest instrument (și altele) au fost scanate folosind scanerul 3D cu lumină structurată Artec Space Spider pentru a produce modele texturate foarte realiste și a le importa într-un mediu virtual pentru antrenament de simulare.

Obiectul din lumea reală comparativ cu echivalentul scanat 3D

„În loc să modelăm cu grijă aceste instrumente/active din măsurători fizice și fotografii, sau să lucrăm din fișiere CAD fără textură, ne-am gândit că utilizarea unui scaner 3D pentru a crea modele precise din milimetri din obiecte reale a fost o soluție mult mai bună”, spune Matthew Noyes.

Împreună cu Space Spider, laboratorul folosește și software-ul scanerului Artec Studio 3D pentru a crea un nor de puncte, pentru a învinge elemente zgomotoase și pentru a textura rețeaua rezultată.

„Laboratorul de realitate hibridă folosește scanerul Artec Space Spider datorită utilizării de LED-uri pentru iluminare, ceea ce îl face sigur”, spune Frank Delgado, responsabil de proiect la Laboratorul de realitate hibridă și conceptele operaționale avansate ale NASA. "De asemenea, Artec a îndeplinit cerințele noastre de precizie, este ușor de utilizat și oferă o soluție foarte bună pentru scanarea obiectelor mici și mijlocii."

În plus față de crearea modelelor 3D ale diferitelor instrumente/instrumente, interfața lor digitală este, de asemenea, recreată, iar efectele sonore sunt capturate de pe dispozitiv pentru a face reprezentarea VR să arate și să se comporte cât mai aproape de obiectul real.