A NASA az Artec Space Spider-t választja ultrapontos modellek (legfeljebb 50 mikron) létrehozására hibrid valóságú űrhajós képzéséhez

Írta: Julia Ponomareva

Összegzés: A NASA ultrarealisztikus 3D-s modelleket hozott létre, amelyeket hibrid valóságképzési környezetében felhasználhat az űrhajósok életre és munkára való felkészítésére az űrben.

A cél: Meglévő NASA-eszközök és egyéb objektumok 3D-s beolvasása és rendkívül valósághű digitális modellek létrehozása azokról, virtuális környezetben történő használatra.

Használt eszközök: Artec Eva, Space Spider, Artec Stúdió

Az Artec Eva és a Space Spider 3D szkennerekkel a NASA Hybrid Reality Lab mérnökei képesek az űrben használt eszközök és egyéb eszközök beolvasására, és 3D nyomtatott nyomon követhető verziók létrehozására, amelyek felhasználhatók a képzés fokozására.

A NASA jelenleg azon a küldetésen van, hogy az emberiséget minden eddiginél mélyebben a Naprendszerbe küldje. Ez magában foglalja az olyan programok befejezését, mint az Orion kapszula és az Űrindító rendszer. Ezeknek a programoknak a teljesítése új képzést és új eljárásokat igényel, amelyeket az űrhajósoknak meg kell tanulniuk.

Fontos megtalálni a költségekre és az ütemtervre gyakorolt ​​hatás csökkentésének módját, miközben a hagyományos űrhajós kiképzési módszerek hatékonysága továbbra is megmarad, különösen a Mars felfedezését illetően, ahol a küldetések várhatóan egyszerre hónapokig vagy évekig tartanak. A NASA mérnökei kihasználhatják az átfogó környezeti technológiákat, hogy megtudják, hogyan lehet az edzés élményét a lehető legreálisabbnak érezni különböző szimulációk futtatása közben.

2015-ben a NASA megalapította a Hybrid Reality Lab laboratóriumot, amely egyesítette a fogyasztói virtuális valóság technológiáját és nyomon követte a 3D-s objektumokat (egy objektum elhelyezése a 3D-s térben az objektumkövető technológia segítségével) annak érdekében, hogy realisztikus látványt és tapintható visszajelzést kapjon, ami sokkal erősebb és jobb érzést nyújt az elmélyülésben. A labor a polcról elérhető VR fejhallgatókat, az Unreal Engine 4-et (a fejlett renderelési, fizikai és hálózati képességeket támogató kereskedelmi játékmotor) és a NASA-specifikus tartalmat használja képzési környezetek létrehozásához.

2015-ben a NASA megalapította a Hibrid Valóság Laboratóriumot a fogyasztói virtuális valóság technológiájának és a nyomon követett 3D-s objektumok ötvözéséhez (egy objektum elhelyezése a 3D-s térben objektumkövető technológiával) annak érdekében, hogy realisztikus látványt és tapintható visszacsatolást hozzanak létre, ami sokkal erősebb és jobb érzést nyújt az elmélyülésben.

artec

Fő cél a csökkent gravitáció és a tapintható visszacsatolás szimulálása. Jelenleg a NASA Johnson Űrközpontjának egyik testvérfiókja működteti az Active Response Gravity offload rendszert (ARGOS).

"Ez lényegében egy okos heveder, amely a hátadhoz kapcsolódik, terheli a testsúlyodat, és függőleges és vízszintes irányban számol a lendületeddel, hogy úgy érezd, mintha Hold-gravitációban, marsi gravitációban, mikrogravitációban lennél, vagy bárhol a kettő között" - mondta. Matthew Noyes, a NASA Hybrid Reality and Advanced Operational Concepts Lab szoftvervezetője.

A Hybrid Reality Lab környezetet egyesítették az ARGOS rendszerrel, így a felhasználó képes mozogni a Nemzetközi Űrállomás környezetének virtuális reprezentációjában azáltal, hogy áthúzza magát a 3D világban. Ezzel úgy tűnik, hogy a virtuális ISS mozog körülöttük, miközben a virtuális fülhallgatót viselik.

A NASA Matthew Noyes a hibrid valóságról, mint az űrkutatás új határterületéről beszél.

Alkalmazássorozatot hoztak létre, hogy bemutassák a Hibrid Realitás néhány erejét, és a Nemzetközi Űrállomás volt az első. Az amerikai űrhajósok által látogatott belső modulok többségének dinamikus szimulációja.

Több felhasználó együtt edzhet a virtuális valóságban, ami azt jelenti, hogy akkor is együtt tudnak működni, ha a világ teljesen ellentétes oldalán vannak. Ez egyúttal lehetőséget kínál további ismeretterjesztő tevékenységek elvégzésére is, mert az otthoni, saját fogyasztói fejhallgatóval rendelkező emberek sokkal izgalmasabban jelentkezhetnek be egy szerverre, és valós időben nézhetik az űrhajósok képzéseit, ami a NASA rendszeres TV-jével elérhető.

A labor a polcról elérhető VR fejhallgatókat, az Unreal Engine 4-et (a fejlett renderelési, fizikai és hálózati képességeket támogató kereskedelmi játékmotor) és a NASA-specifikus tartalmat használja képzési környezetek létrehozásához.

A NASA-nak rengeteg létező űreszköze van, például a Pistol Grip Tool (PGT) nevű űrfúró, amelyet csavarok fúrására használnak. Számos más fejlesztés alatt álló eszköz is szerepel a jövőbeni küldetésekben, például egy röntgensugaras fluoreszcencia (XRF) eszköz, amelyet a kőzet/talaj összetételének meghatározására használnak a Marson, és amely kereskedelemben kapható eszközökön alapul.

„Most, amikor mintákat gyűjt a marsi felszínen, nagy valószínűséggel egy ilyen eszköz segítségével megmondja, hogy mekkora a mintában lévő különböző elemek tömegaránya, és 3D-s szkenneléssel képesek vagyunk ezt a modellt rendkívül reálisan kinézni, így megtanulhatja, hogyan kell használni az eszközt a virtuális valóságban ”- mondja Matthew Noyes.

Ezt az eszközt (és másokat) az Artec Space Spider strukturált könnyű 3D szkenner segítségével szkennelték, hogy nagyon realisztikus textúrájú modelleket állítsanak elő és importálhassanak egy virtuális környezetbe szimulációs képzés céljából.

A valós objektum a 3D beolvasott megfelelőjével szemben

"Ahelyett, hogy ezeket az eszközöket/eszközöket fizikai mérésekből és fényképekből fárasztóan modelleztük volna, vagy texturált CAD fájlokból dolgoztuk volna, azt gondoltuk, hogy egy 3D-s szkennerrel milliméterpontos modelleket készíteni valós tárgyakból sokkal jobb megoldás" - mondja Matthew Noyes.

A Space Spiderrel együtt a labor az Artec Studio 3D szkenner szoftvert is használja a pontfelhő létrehozásához, a zajos elemek legyőzéséhez és a kapott háló textúrázásához.

"A hibrid valóság laboratórium az Artec Space Spider szkennert használja, mivel LED-eket használ a megvilágításhoz, ami szemkímélővé teszi" - mondja Frank Delgado, a NASA projektvezetője a Hybrid Reality és Advanced Operational Concepts Lab laboratóriumában. "Az Artec a pontossági követelményeinknek is megfelelt, könnyen kezelhető, és nagyon jó megoldást kínál kis és közepes méretű tárgyak beolvasására."

A különféle eszközök/műszerek 3D-s modelljeinek elkészítése mellett digitális interfészüket is újrateremtik, és a hanghatásokat rögzítik az eszközről annak érdekében, hogy a VR-ábrázolás a lehető legközelebb álljon a valós tárgyhoz és viselkedjen.