NASA通过VR和AR探索如何改变太空飞船的建造

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美国宇航局(NASA)的一组技术人员正在研究VR和AR如何能让机构工程师和科学家获利,特别是在航天器的设计、建造以及解析科学数据等方面。

在马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心,一位名叫Thomas Grubb的工程师正带领着一个由中心技术专家和大学生组成的团队,开发六个以虚拟现实和增强现实技术潜力为主的多学科试点项目,也就是我们所说的VR和AR。

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这些试点项目不仅展示了当前的工程和科学操作能力,还能够让你窥视一下未来的技术人员可以如何使用这项技术。Grubb说:“任何一个加入了《精灵宝可梦》大军的人都看到了,公众已经接受了这项技术的。”他指的是一款2016年在全球爆红的AR游戏。“就像它正在改变游戏行业一样,它将改变我们的工作方式。” Grubb补充道,“五年后,这项技术将会令人叹为观止。”

戈达德中心的技术专家Tom Grubb,相信,低成本、高性能的VR和AR硬件与美国宇航局应用程序的结合,将改变美国宇航局的科学家和工程师的工作方式。

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戈达德中心的技术专家Tom Grubb图片来源:NASA

“几年来,商业VR和AR技术的前景一直甚好,但并没有真正的实际结果,” 戈达德中心首席技术专家组的高级技术专家Ted Swanson表示,“然而,最近在VR和AR的硬件和软件方面有了很大的进展,这可能使我们能够将这项技术用于科学和工程应用。”

他说,他们的目的不是要重新研发科技公司开发的硬件和软件,而是要成为“产品的消费者,并创建面向美国宇航局的应用程序”。Swanson表示,这些研发员包括马里兰大学、帕克分校及同样位于马里兰州的鲍伊州立大学的学生,他们和美国宇航局的专家一样非常多样化。

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一款能让用户在地球的磁层中看到磁连接的全新VR应用程序。图片来源:NASA

Grubb和他的大学合作者正在创造一个协作式的VR环境,用户戴着头盔,用手控设备来设计、组装并使用太空船,还可以用到预先设定的现成部件和虚拟工具,比如扳手和螺丝刀。

“协作能力是VR的一个主要特征。” Grubb表示,“尽管实际上可能相距数百英里,但有了共享虚拟环境,工程师们就可以协同工作,实时地建造和评估建筑设计。这样一来,可以尽早发现问题,为美国宇航局省下许多的时间和资金。”

Thomas Grubb表示,“我们还处在研发的初级阶段,但我相信这项技术将改变我们这里的工作方式。它将增强工程体验,给科学家提供一个独特的数据视角。”

在其他与工程相关的应用程序中,该团队已经创建了戈达德中心热真空室的3D模拟,能够帮助工程师们在测试开始前,判定所有的航天器部件是否都能安装进设备内部。”在另一个涉及到轨道机器人服务的项目中,一款AR应用能在一个地点将摄像头视图和遥感数据结合起来——这对于操作机器人手臂的技术人员来说是一个重要的功能,比如国际空间站上的机器人。所有的信息都在操作员的视野之内,这样就能在麻烦发生之前给予他们相关提醒。

该团队已经应用了数字高程地图和激光雷达数据,创造出陆地熔岩流和管道的3D模型。他们的目标是开发一种概念验证应用,让科学家能够将远程收集的数据与他们在实地观察到的数据进行比较。在另一个项目中,该团队正在为任务计划创建一个3D的可视化太阳周围空间。这个模型包括了围绕太阳运动的一群立方体卫星,其目的是为研究太阳大气的结构,包括日冕物质抛射的形成。当强烈的抛射物质向正确的方向移动时,会影响到近地轨道的宇宙飞船和电网。

最后,这个团队还在制造一个VR环境,用户可以在那里探索并观看地球保护磁层的地形特征。Grubb说,这款应用程序能让用户研究磁重连场地。如果没有在多个适宜地点进行观测,这样的研究解析就很困难了。

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