Het NASA Haughton-Mars Project (HMP) en samenwerkende organisaties SETI Institute, Mars Instituut, NASA Ames-onderzoekscentrum, Collins Luchtvaart, en Ntention kondigen de succesvolle veldtest aan van een "slimme astronautenhandschoen" voor toekomstige menselijke verkenning van de maan, Mars, en verder. De slimme handschoen is een prototype voor een mens-machine-interface (HuMI) waarmee astronauten draadloos een breed scala aan robotmiddelen kunnen bedienen, inclusief drones, via eenvoudige gebaren met één hand.

NASA is van plan om tegen 2024 terug te keren naar de maan met het Artemis-programma, en stuur dan astronauten naar Mars. Beide missies zullen naar verwachting een uitbreiding van oppervlakte-extra-vehicular activiteiten (EVA's) omvatten in zowel kwantiteit als complexiteit in vergelijking met Apollo. Verwacht wordt dat toekomstige planetaire ruimtepakken in de loop van de tijd in behendigheid en comfort zullen verbeteren. Maar, als drukvaten, ruimtepakken zullen waarschijnlijk fundamenteel omslachtig blijven, beperking van de behendigheid en precisie waarmee astronauten taken kunnen uitvoeren zoals het verzamelen van monsters en het bedienen van robots.

"Een slim ruimtepak met handschoenen kan een oplossing zijn", zegt Dr. Pascal Lee, een planetaire wetenschapper bij het SETI Institute en het Mars Institute, en directeur van het NASA Haughton-Mars Project bij het NASA Ames Research Center. "Daarmee, astronauten kunnen gemakkelijk een reeks robotactiva besturen, het maken van wetenschappelijke en verkenningsoperaties op de maan, Mars en op andere bestemmingen effectiever en productiever."

Het NASA Haughton-Mars Project is een toonaangevend internationaal analoog veldonderzoeksproject naar de Maan en Mars, gericht op de Haughton meteorietinslagkrater en het omliggende terrein op Devon Island in het hoge Noordpoolgebied. Als een van de meest Mars-achtige plekken op aarde, de site wordt vaak Mars On Earth genoemd. In zijn drieëntwintigjarige geschiedenis heeft de NASA HMP heeft veel bijdragen geleverd aan de vooruitgang van planetaire wetenschap en verkenning door veldstudies op de site, met name bij het testen van nieuwe technologieën voor de ruimtevaart.

Aandacht, voorheen Arveng Technologies, ontwikkelde de slimme handschoentechnologie die werd getest tijdens de HMP-2019 zomerveldcampagne van dit jaar. Een start-up bedrijf opgericht en gerund door studenten van de Noorse Universiteit voor Wetenschap en Technologie in Trondheim, Noorwegen, Ntention is vooral bekend vanwege het ontwerp en de ontwikkeling van een baanbrekende slimme handschoen die in staat is om drones en andere robots te besturen door middel van eenvoudige bewegingen met één hand.

"Onze filosofie is om technologie te creëren die de interface tussen mens en machine intuïtief en naadloos maakt, " zei Moina Medboe Tamuly, COO en medeoprichter van Ntention, en een velddeelnemer op HMP-2019. "Nutsvoorzieningen, we zijn verheugd om te zien dat onze technologie potentiële toepassingen heeft in ruimteverkenning."

Na het zien van een demonstratie van Ntention's slimme handschoen voor terrestrische toepassingen, Lee suggereerde dat het zou kunnen worden toegepast op het ruimtepak van een astronaut en stelde voor om een ​​veldstudie uit te voeren van het "Astronaut Smart Glove" -concept bij HMP. Het Ntention-team ging de uitdaging aan met Tamuly als lead designer voor een prototype.

"Toen ik de slimme handschoen van Ntention voor het eerst in actie zag, Ik dacht meteen aan Arthur C. Clarke's derde wet:"Elke voldoende geavanceerde technologie is niet te onderscheiden van magie, " herinnerde Lee zich. "Een ruimtepak onder druk is relatief stijf, en hand- en vingerbewegingen stuiten op aanzienlijke weerstand. In de "Astronaut Smart Glove, " de gevoeligheid van handbewegingen is instelbaar en hoog in te stellen, wat betekent dat de technologie kan worden aangepast aan een stijf ruimtepak onder druk."

"De slimme handschoen van Ntention gebruikt een microcontroller om verschillende soorten sensoren uit te lezen, " legde Sondre Tagestad uit, system development engineer bij Ntention en ook een velddeelnemer bij HMP-2019. "De sensoren registreren zelfs subtiele bewegingen van de hand en vingers, en breng deze draadloos over naar een mobiel apparaat dat de drone of een andere robot bestuurt." Tagestad was de technische leiding over zowel software als hardware voor het prototype "Astronaut Smart Glove".

Voor de HMP-2019 veldtest, de Ntention slimme handschoentechnologie werd geïntegreerd in een bestaand Collins Aerospace-conceptruimtepak dat werd gebruikt in analoge studies bij HMP. Sinds het jaar 2000, Collins Luchtvaart, voorheen Hamilton Sundstrand en vervolgens United Technologies Aerospace Systems, heeft samengewerkt met de NASA HMP bij het ontwerp en de ontwikkeling van een geavanceerd ruimtepak voor toekomstige verkenning van de maan en Mars.

"Astronauten hebben ruimtepakken nodig waarmee ze gemakkelijk kunnen communiceren met hun omgeving, inclusief het uitvoeren van complexe en delicate taken, " zei Dr. Greg Quinn, geavanceerde ontwikkeling van ruimtepakken bij Collins Aerospace. "Het pak van de volgende generatie zal intelligente technologieën bevatten die de huidige mogelijkheden naar een nieuw niveau zullen tillen."

Teamleden evalueerden de "Astronaut Smart Glove"-technologie op HMP-2019 door middel van een reeks veldtesten waarbij commerciële drones op afstand werden bediend. Terwijl drones op aarde gewoonlijk rotoren gebruiken om te vliegen, het ontbreken van een substantiële atmosfeer op de maan betekent dat drones daar in plaats daarvan voortstuwende gasmotoren kunnen gebruiken. Op Mars, waar een substantiële sfeer heerst, hoewel dunner dan die van de aarde, drones kunnen ofwel rotors of stuwraketten gebruiken, afhankelijk van de hoogte van de locaties waar ze zouden vliegen.

"Astronauten op de maan of Mars zullen om verschillende redenen met drones willen vliegen, " legde Lee uit. "Bijvoorbeeld, om een ​​monster te nemen dat buiten bereik is of dat geïsoleerd moet worden van besmetting. Of om te assisteren bij een zoek- en reddingsoperatie. De afgelopen seizoenen bij HMP, we hebben samen met NASA gekeken hoe robotvliegers astronauten kunnen helpen bij allerlei wetenschappelijke en verkenningstaken, inclusief landmeten, in kaart brengen, bemonstering, scouting, ophalen, en inspecteren."

Veldtests op HMP-2019 toonden aan hoe een astronaut in een ruimtepak in staat zou zijn om in zijn eentje verschillende belangrijke wetenschappelijke en verkenningstaken met gemak uit te voeren met behulp van de slimme handschoen en een augmented reality (AR) visualisatie-interface. Andere tests op HMP-2019 beoordeelden kwantitatief de hanteringskwaliteiten van de drone die mogelijk zijn door de slimme handschoeninterface met behulp van gestandaardiseerde vliegteststatistieken.

"De vlucht- en operatietests suggereren dat de slimme handschoen en AR mens-machine-interface astronauten in staat zouden stellen om drones en andere robotmiddelen met gemak en precisie te bedienen, inclusief in een onder druk staand ruimtepak, " zei Brandon Dotson, een ruimtevaartingenieur en testpiloot bij het Amerikaanse leger die als primaire proefpersoon diende in de HMP-2019-veldtests. Dotson is ook de ontvanger van de eerste "HMP Apollo Fellowship van de HMP, " een nieuwe onderscheiding in het leven geroepen ter gelegenheid van de 50e verjaardag van de Apollo 11-maanlanding.

De evaluatie van de "Astronaut Smart Glove" voor verkenning van de maan en Mars zal naar verwachting worden voortgezet, in het bijzonder met toepassingen voor de besturing van andere soorten robotactiva, waaronder robotmanipulators, rovers, en andere planetaire wetenschap en verkenningssystemen. De veelbelovende vroege resultaten die deze zomer zijn verkregen, kunnen een nieuw tijdperk inluiden in mens-robot-interacties en ruimteverkenningsmogelijkheden.