Il progetto Haughton-Mars della NASA (HMP) e le organizzazioni che collaborano al SETI Institute, Istituto Marte, Centro di ricerca Ames della NASA, Collins Aerospace, e Ntention annunciano il successo del test sul campo di un "guanto intelligente da astronauta" per la futura esplorazione umana della Luna, Marte, e oltre. Il guanto intelligente è un prototipo per un'interfaccia uomo-macchina (HuMI) che consentirebbe agli astronauti di gestire in modalità wireless una vasta gamma di risorse robotiche, compresi i droni, tramite semplici gesti con una sola mano.

La NASA prevede di tornare sulla Luna entro il 2024 con il programma Artemis, e poi inviare astronauti su Marte. Entrambe le missioni dovrebbero includere un'espansione delle attività extra-veicolari di superficie (EVA) sia in quantità che in complessità rispetto ad Apollo. Si prevede che le future tute spaziali planetarie miglioreranno in agilità e comfort nel tempo. Ma, come recipienti pressurizzati, le tute spaziali rischiano di rimanere fondamentalmente ingombranti, limitando la destrezza e la precisione con cui gli astronauti possono svolgere compiti come la raccolta di campioni e l'utilizzo di robot.

"Una tuta spaziale intelligente dotata di guanti potrebbe essere una soluzione", ha affermato il dott. Pascal Lee, uno scienziato planetario con il SETI Institute e il Mars Institute, e direttore del progetto NASA Haughton-Mars presso il NASA Ames Research Center. "Con esso, gli astronauti potrebbero facilmente controllare una serie di risorse robotiche, fare operazioni scientifiche ed esplorative sulla Luna, Marte e in altre destinazioni più efficaci e produttive".

Il progetto Haughton-Mars della NASA è un importante progetto internazionale di ricerca sul campo analogico su Luna e Marte incentrato sul cratere da impatto del meteorite di Haughton e sul terreno circostante sull'isola di Devon nell'alto Artico. Essendo uno dei luoghi più simili a Marte sulla Terra, il sito è spesso chiamato Mars On Earth. Nei suoi ventitré anni di storia, l'HMP della NASA ha dato molti contributi al progresso della scienza planetaria e dell'esplorazione attraverso studi sul campo nel sito, in particolare nella sperimentazione di nuove tecnologie per lo spazio.

Attenzione, precedentemente Arveng Technologies, ha sviluppato la tecnologia dei guanti intelligenti testata durante la campagna estiva HMP-2019 di quest'anno. Una start-up fondata e gestita da studenti dell'Università norvegese di scienza e tecnologia di Trondheim, Norvegia, Ntention è meglio conosciuto per la progettazione e lo sviluppo di un innovativo guanto intelligente in grado di controllare i droni tra gli altri robot con semplici gesti con una sola mano.

"La nostra filosofia è creare una tecnologia che renda l'interfaccia uomo-macchina intuitiva e senza soluzione di continuità, " disse Moina Medboe Tamuly, COO e co-fondatore di Ntention, e un partecipante sul campo a HMP-2019. "Ora, siamo entusiasti di vedere che la nostra tecnologia ha potenziali applicazioni nell'esplorazione dello spazio".

Dopo aver visto una dimostrazione del guanto intelligente di Ntention per applicazioni terrestri, Lee ha suggerito che potrebbe essere applicato alla tuta spaziale di un astronauta e ha proposto di effettuare uno studio sul campo del concetto "Astronaut Smart Glove" presso HMP. Il team di Ntention ha raccolto la sfida con Tamuly come lead designer per un prototipo.

"Quando ho visto per la prima volta il guanto intelligente di Ntention in azione, Ho subito pensato alla Terza Legge di Arthur C. Clarke:"Qualsiasi tecnologia sufficientemente avanzata è indistinguibile dalla magia, " ha ricordato Lee. "Una tuta spaziale pressurizzata è relativamente rigida, e i movimenti delle mani e delle dita incontrano una notevole resistenza. Nel "guanto intelligente astronauta, " la sensibilità dei movimenti della mano è regolabile e può essere impostata su alta, il che significa che la tecnologia potrebbe essere adattabile a una tuta spaziale pressurizzata rigida".

"Il guanto intelligente Ntention utilizza un microcontrollore per leggere diversi tipi di sensori, " ha spiegato Sondre Tagestad, ingegnere di sviluppo di sistema presso Ntention e anche partecipante sul campo a HMP-2019. "I sensori catturano anche i movimenti più sottili della mano e delle dita, e trasferirli in modalità wireless su un dispositivo mobile che controlla il drone o qualsiasi altro robot." Tagestad era il responsabile tecnico sia del software che dell'hardware per il prototipo "Astronaut Smart Glove".

Per il test sul campo HMP-2019, la tecnologia dei guanti intelligenti Ntention è stata integrata in una tuta spaziale concettuale Collins Aerospace utilizzata negli studi analogici presso l'HMP. Dall'anno 2000, Collins Aerospace, già Hamilton Sundstrand e poi United Technologies Aerospace Systems, ha collaborato con l'HMP della NASA nella progettazione e nello sviluppo di una tuta spaziale avanzata per la futura esplorazione della Luna e di Marte.

"Gli astronauti hanno bisogno di tute spaziali che rendano loro facile interagire con il loro ambiente, tra cui svolgere compiti complessi e delicati, " ha detto il dottor Greg Quinn, responsabile dello sviluppo di tute spaziali avanzate presso la Collins Aerospace. "La tuta di prossima generazione incorporerà tecnologie intelligenti che porteranno le capacità attuali a un nuovo livello".

I membri del team hanno valutato la tecnologia "Astronaut Smart Glove" all'HMP-2019 attraverso una serie di test sul campo che coinvolgono la teleoperazione di droni commerciali. Mentre i droni sulla Terra usano comunemente i rotori per il volo, la mancanza di un'atmosfera sostanziale sulla Luna significa che i droni potrebbero utilizzare invece propulsori a gas propulsivi. Su Marte, dove c'è un'atmosfera sostanziale, anche se più sottile di quello terrestre, i droni potrebbero utilizzare rotori o propulsori, a seconda dell'altitudine dei siti in cui voleranno.

"Gli astronauti sulla Luna o su Marte vorranno pilotare droni per vari motivi, " ha spiegato Lee. "Per esempio, per raccogliere un campione fuori portata o che deve essere isolato dalla contaminazione. O per aiutare in un'operazione di ricerca e salvataggio. Nelle ultime stagioni in HMP, abbiamo esaminato con la NASA come i volantini robotici potrebbero aiutare gli astronauti in una varietà di compiti scientifici ed esplorativi, compreso il rilievo, Mappatura, campionamento, ricognizione, andare a prendere, e l'ispezione".

I test sul campo all'HMP-2019 hanno dimostrato come un astronauta in una tuta spaziale sarebbe in grado di eseguire da solo diverse attività scientifiche ed esplorative chiave con facilità utilizzando il guanto intelligente e un'interfaccia di visualizzazione della realtà aumentata (AR). Altri test all'HMP-2019 hanno valutato quantitativamente le qualità di gestione dei droni consentite dall'interfaccia del guanto intelligente utilizzando metriche di test di volo standardizzate.

"I test di volo e operativi suggeriscono che il guanto intelligente e l'interfaccia uomo-macchina AR consentirebbero agli astronauti di utilizzare droni e altre risorse robotiche con facilità e precisione, anche in una tuta spaziale pressurizzata, "ha detto Brandon Dotson, un ingegnere aerospaziale e pilota collaudatore con l'esercito degli Stati Uniti che ha servito come soggetto di prova principale nei test sul campo HMP-2019. Dotson è anche il destinatario della prima "HMP Apollo Fellowship, " un nuovo premio creato in occasione del 50° anniversario dello sbarco sulla Luna dell'Apollo 11.

La valutazione dell'"Astronaut Smart Glove" per l'esplorazione di Luna e Marte dovrebbe continuare, in particular with applications to the control of other types of robotic assets including robotic manipulators, rovers, and other planetary science and exploration systems. The promising early results obtained this summer might herald a new era in human-robot interactions and space exploration capabilities.