Virtuele en augmented reality transformeren de multi-miljard-dollar gaming-industrie. Een team van NASA-technologen onderzoekt nu hoe deze immersieve technologie kan profiteren van ingenieurs en wetenschappers van bureaus, met name in het ontwerp en de constructie van ruimtevaartuigen en de interpretatie van wetenschappelijke gegevens.

Thomas Grubb, een ingenieur bij NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, leidt een team van technische experts van het centrum en universiteitsstudenten om zes multidisciplinaire proefprojecten te ontwikkelen die het potentieel van virtuele en augmented reality benadrukken, ook wel VR en AR genoemd. Deze pilots demonstreren de huidige mogelijkheden op het gebied van technische operaties en wetenschap, maar bieden ook een inkijkje in hoe technologen de technologie in de toekomst zouden kunnen gebruiken.

"Iedereen die de populariteit van Pokémon Go heeft gevolgd, heeft gezien hoe het publiek deze technologie heeft omarmd, " zei Grubb, verwijzend naar de augmented-reality-game die in 2016 al snel een wereldwijde sensatie werd. "Net zoals het de game-industrie verandert, het zal de manier waarop we ons werk doen veranderen, Grubb voegde eraan toe. "Over vijf jaar, het wordt geweldig."

Om het potentieel te begrijpen, Grubb, wiens project wordt gefinancierd door NASA's Center Innovation Fund, zei dat mensen de verschillen van de technologie moeten begrijpen en hoe deze is geëvolueerd.

Virtual reality omvat meestal het dragen van een headset waarmee de gebruiker een kunstmatige, computer gegenereerde werkelijkheid. Door computergegenereerde 3D-graphics en gecodeerd gedrag te combineren, dat wil zeggen, hoe de app reageert wanneer de gebruiker een actie kiest - deze simulaties kunnen worden gebruikt voor ontwerp en analyse, amusement, en training. Ze geven de gebruiker het gevoel dat hij of zij de situatie uit de eerste hand ervaart.

augmented reality, anderzijds, verplaatst de gebruiker niet naar een andere plaats, maar voegt er iets aan toe. Net als bij Pokémon Go, augmented reality wordt mogelijk gemaakt door low-end apparaten zoals smartphones en high-end AR-headsets die digitale componenten in de echte wereld mengen. Met andere woorden, met virtuele realiteit, de gebruiker zwemt met de haaien; met augmented reality, de haai springt uit de mobiele telefoon van de gebruiker.

Hoewel de door de computer gegenereerde technologie zijn erfgoed kan herleiden tot de jaren tachtig met de opkomst van elektronische gaming-apparaten, het is de afgelopen 15 jaar snel vooruitgegaan, grotendeels vanwege geavanceerde computertechnologieën die realistischere 3D-ervaringen opleveren en de prijsdaling voor headsets, draagbare toestellen, en ander tuig.

"Voor meerdere jaren, commerciële VR- en AR-technologie is veelbelovend, maar zonder echt tastbare resultaten, " zei Ted Swanson, senior technoloog voor strategische integratie voor Goddard's Office of the Chief Technologist. "Echter, recentelijk zijn er substantiële ontwikkelingen geweest in VR/AR-hardware en -software die ons in staat kunnen stellen deze technologie te gebruiken voor wetenschappelijke en technische toepassingen."

Het doel is niet om de hardware en software die door technologiebedrijven is ontwikkeld opnieuw uit te vinden, maar om een ​​"consument van de producten te zijn en NASA-georiënteerde toepassingen te creëren, " hij zei.

De piloten, waarbij studenten van de Universiteit van Maryland betrokken zijn, Collegepark, en Bowie State University, ook in Maryland, zijn zo divers als de specialiteiten waarin NASA uitblinkt, aldus Swanson.

onder één, Grubb en zijn universitaire medewerkers creëren een collaboratieve virtual reality-omgeving waarin gebruikers hoofddeksels dragen en handbedieningen gebruiken om te ontwerpen, monteren, en interactie met ruimtevaartuigen met behulp van vooraf gedefinieerde, kant-en-klare onderdelen en virtuele tools, zoals sleutels en schroevendraaiers. "De samenwerkingsmogelijkheid is een belangrijk kenmerk van VR, "Zei Grubb. "Zelfs al werken ze op locaties die honderden kilometers van elkaar verwijderd zijn, ingenieurs konden samenwerken om ontwerpen in realtime te bouwen en te evalueren dankzij de gedeelde virtuele omgeving. Problemen kunnen eerder worden gevonden, wat NASA tijd en geld zou besparen."

In andere engineering-gerelateerde apps, het team heeft een 3D-simulatie gemaakt van Goddard's thermisch-vacuümkamer om ingenieurs te helpen bepalen of alle ruimtevaartuigcomponenten in de faciliteit zouden passen voordat het testen begint. In een andere met robotonderhoud in de baan, de augmented app combineert camerabeelden en telemetriegegevens op één locatie - een belangrijke mogelijkheid voor technici die robotarmen bedienen, zoals die op het internationale ruimtestation. Alle informatie bevindt zich binnen het gezichtsveld van de operator, hen te waarschuwen voor mogelijke problemen voordat ze zich voordoen.

Net zo belangrijk is het toepassen van de technologie op wetenschappelijke analyse, zei Grubb.

Het team heeft digitale hoogtekaarten en lidar-gegevens toegepast om een ​​3D-simulatie van terrestrische lavastromen en buizen te creëren. Het doel is om een ​​proof-of-concept-app te ontwikkelen waarmee wetenschappers op afstand verzamelde gegevens kunnen vergelijken met wat ze in het veld waarnemen. In een andere, het team maakt een 3D-visualisatie van de ruimte rond de zon voor missieplanning. Deze simulatie omvat een constellatie van CubeSats rond de zon om de structuur van de zonneatmosfeer te onderzoeken, inclusief de vorming van coronale massa-ejecties die, wanneer intens en reizend in de goede richting, kan van invloed zijn op ruimtevaartuigen en elektriciteitsnetten in een lage baan om de aarde.

En als laatste, het team creëert een virtual reality-omgeving waarin gebruikers topografische kenmerken van de beschermende magnetosfeer van de aarde kunnen verkennen en visualiseren. Met deze app kunnen gebruikers magnetische herverbindingssites bestuderen, die moeilijk te interpreteren zijn zonder observaties vanuit meer dan één gezichtspunt, zei Grubb.

"Ik ben een gamer, maar ik zie het potentieel voor technische en wetenschappelijke toepassingen, " zei Grubb. "We bevinden ons in de beginfase, maar ik geloof dat deze technologie de manier waarop we hier werken zal veranderen. Het zal de techniek verbeteren en wetenschappers een uniek perspectief op data geven."