Utilizzando copricapo e microtelefoni, gli utenti possono assemblare un veicolo spaziale in una nuova applicazione di realtà virtuale ora in fase di sviluppo con i finanziamenti di ricerca e sviluppo della NASA. Credito:NASA
La realtà virtuale e aumentata stanno trasformando l'industria dei giochi multimiliardaria. Un team di tecnologi della NASA ora sta studiando come questa tecnologia immersiva potrebbe avvantaggiare ingegneri e scienziati delle agenzie, in particolare nella progettazione e costruzione di veicoli spaziali e nell'interpretazione dei dati scientifici.
Thomas Grubb, un ingegnere del Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland, sta guidando un team di esperti tecnici del centro e studenti universitari per sviluppare sei progetti pilota multidisciplinari che mettono in evidenza il potenziale della realtà virtuale e aumentata, noto anche come VR e AR. Questi progetti pilota mostrano le attuali capacità nelle operazioni ingegneristiche e scientifiche, ma forniscono anche uno sguardo su come i tecnologi potrebbero utilizzare la tecnologia in futuro.
"Chiunque abbia seguito la popolarità di Pokémon Go ha visto come il pubblico ha abbracciato questa tecnologia, " disse Grubb, riferendosi al gioco di realtà aumentata che è diventato rapidamente una sensazione globale nel 2016. "Proprio come sta cambiando l'industria dei giochi, cambierà il modo in cui svolgiamo il nostro lavoro, " Grubb ha aggiunto. "Tra cinque anni, sarà fantastico".
Per capire il potenziale, Grubb, il cui progetto è finanziato dal Center Innovation Fund della NASA, ha detto che le persone devono capire le differenze della tecnologia e come si è evoluta.
La realtà virtuale in genere comporta l'uso di un auricolare che consente all'utente di sperimentare e interagire con un artificiale, realtà generata dal computer. Combinando grafica 3D generata dal computer e comportamenti codificati, ovvero come l'app risponderà quando l'utente sceglie un'azione:queste simulazioni possono essere utilizzate per la progettazione e l'analisi, intrattenimento, e formazione. Consentono all'utente di sentirsi come se stesse vivendo la situazione in prima persona.
Realtà aumentata, d'altra parte, non sposta l'utente in un luogo diverso, ma aggiunge qualcosa. Come con Pokémon Go, la realtà aumentata è resa possibile attraverso dispositivi di fascia bassa come smartphone e visori AR di fascia alta che fondono componenti digitali nel mondo reale. In altre parole, con la realtà virtuale, l'utente nuota con gli squali; con la realtà aumentata, lo squalo esce dal cellulare dell'utente.
Il tecnologo Goddard Tom Grubb crede che a basso costo, hardware di realtà virtuale e aumentata ad alta capacità, combinato con app orientate alla NASA, trasformerà il modo in cui lavorano gli scienziati e gli ingegneri della NASA. Credito:NASA/W. Hrybyk
Sebbene la tecnologia generata dal computer possa rintracciare la sua eredità negli anni '80 con l'avvento dei dispositivi di gioco elettronico, è progredito rapidamente negli ultimi 15 anni, in gran parte a causa delle sofisticate tecnologie informatiche che rendono esperienze 3D più realistiche e del calo dei prezzi delle cuffie, dispositivi palmari, e altri attrezzi.
"Per molti anni, La tecnologia commerciale VR e AR ha mostrato risultati promettenti, ma senza risultati concreti e tangibili, " disse Ted Swanson, tecnologo senior per l'integrazione strategica per l'ufficio del capo tecnologo di Goddard. "Però, recentemente ci sono stati sostanziali sviluppi nell'hardware e nel software VR/AR che potrebbero consentirci di utilizzare questa tecnologia per applicazioni scientifiche e ingegneristiche".
L'obiettivo non è reinventare l'hardware e il software sviluppati dalle aziende tecnologiche, ma per essere un "consumatore dei prodotti e creare applicazioni orientate alla NASA, " Egli ha detto.
I piloti, che coinvolgono studenti dell'Università del Maryland, Parco dell'università, e la Bowie State University, anche nel Maryland, sono tanto diverse quanto le specialità in cui eccelle la NASA, ha detto Swanson.
sotto uno, Grubb e i suoi collaboratori universitari stanno creando un ambiente collaborativo di realtà virtuale in cui gli utenti indossano il copricapo e utilizzano i comandi manuali per progettare, assemblare, e interagire con i veicoli spaziali utilizzando predefiniti, parti standard e strumenti virtuali, come chiavi inglesi e cacciaviti. "La capacità collaborativa è una caratteristica importante della realtà virtuale, " ha detto Grubb. "Anche se possono lavorare in luoghi a centinaia di miglia di distanza, gli ingegneri potrebbero lavorare insieme per costruire e valutare i progetti in tempo reale grazie all'ambiente virtuale condiviso. I problemi potrebbero essere trovati prima, che farebbe risparmiare tempo e denaro alla NASA."
In altre app relative all'ingegneria, il team ha creato una simulazione 3D della camera del vuoto termico di Goddard per aiutare gli ingegneri a determinare se tutti i componenti del veicolo spaziale si adatterebbero all'interno della struttura prima dell'inizio dei test. In un altro che riguarda la manutenzione robotica in orbita, l'app aumentata combina viste della telecamera e dati di telemetria in un'unica posizione, una funzionalità importante per i tecnici che utilizzano bracci robotici come quello sulla Stazione Spaziale Internazionale. Tutte le informazioni sono nel campo visivo dell'operatore, avvisandoli di potenziali problemi prima che si verifichino.
Una nuova applicazione di realtà virtuale consente agli utenti di visualizzare le connessioni magnetiche nella magnetosfera terrestre. Credito:NASA
Altrettanto importante è applicare la tecnologia all'analisi scientifica, disse Grubb.
Il team ha applicato mappe digitali di elevazione e dati lidar per creare una simulazione 3D di flussi e tubi di lava terrestre. L'obiettivo è sviluppare un'app proof-of-concept che consenta agli scienziati di confrontare i dati raccolti in remoto con ciò che osservano sul campo. In un altro, il team sta creando una visualizzazione 3D dello spazio intorno al sole per la pianificazione della missione. Questa simulazione coinvolge una costellazione di CubeSat che circondano il sole per studiare la struttura dell'atmosfera solare, compresa la formazione di espulsioni di massa coronale che, quando intenso e viaggiando nella giusta direzione, può influenzare i veicoli spaziali in orbita bassa e le reti elettriche.
E ultimo, il team sta creando un ambiente di realtà virtuale in cui gli utenti possono esplorare e visualizzare le caratteristiche topografiche della magnetosfera protettiva della Terra. Questa app consente agli utenti di studiare i siti di riconnessione magnetica, difficili da interpretare senza osservazioni da più di un punto di vista, disse Grubb.
"Sono un giocatore, ma vedo il potenziale per applicazioni ingegneristiche e scientifiche, " Grubb ha detto. "Siamo nelle prime fasi, ma credo che questa tecnologia trasformerà il modo in cui lavoriamo qui. Migliorerà l'ingegneria e offrirà agli scienziati una prospettiva unica dei dati".
