La NASA sceglie Artec Space Spider per creare modelli ultra-precisi (fino a 50 micron) per l'addestramento di astronauti con realtà ibrida

L’attuale missione della NASA è di portare l'umanità nelle più remote profondità del sistema solare, il che include programmi come la capsula Orion e lo Space Launch System. Completare questi programmi richiede la creazione di nuove competenze e nuove procedure da imparare per gli astronauti.

È importante trovare modi per ridurre i costi e allo stesso tempo mantenere l'efficacia dei metodi tradizionali per la formazione dell’astronauta, specialmente quando si tratta di esplorare Marte dove si prevede che le missioni durino mesi o perfino anni. Gli specialisti della NASA utilizzano la tecnologia della realtà virtuale per vedere come rendere l'esperienza formativa più realistica possibile durante l'esecuzione di varie simulazioni.

Nel 2015 la NASA ha fondato l’Hybrid Reality Lab per combinare la tecnologia di realtà virtuale e gli oggetti 3D tracciati (individuando un oggetto nello spazio 3D utilizzando la tecnologia di monitoraggio degli oggetti) per creare visibilità realistica e feedback tattile, dando un senso di immersione molto più forte e migliore. Il laboratorio utilizza visori e software di rendering VR personalizzati per creare ambienti di formazione per gli utenti.

Nel 2015 la NASA ha fondato l’Hybrid Reality Lab per combinare la tecnologia di realtà virtuale e gli oggetti 3D tracciati (individuando un oggetto nello spazio 3D utilizzando la tecnologia di monitoraggio degli oggetti) per creare visibilità realistica e feedback tattile, dando un senso di immersione molto più forte e migliore.​

Un obiettivo importante è quello di simulare la gravità ridotta e il senso di feedback tattile. Adesso una filiale presso il Centro Spaziale Johnson sta lavorando al completamento del sistema di ripristino gravitazionale attivo detto anche ARGOS.

"È essenzialmente un tether intelligente che si attacca alla schiena, ti libera dal tuo peso corporeo e tiene conto del tuo slancio nelle direzioni verticali e orizzontali per farti sentire come se stessi in condizioni di gravità lunare, gravità marziana, microgravità o una situazione intermedia", dice Matthew Noyes, il capo progettista software al NASA’s Hybrid Reality e Advanced Operational Concepts Lab.

La realtà virtuale è stata fusa con il sistema ARGOS in modo che l'utente sia in grado di muoversi nell'ambiente 3D della Stazione Spaziale Internazionale mentre l'ISS stessa ruota intorno al visore.

Sono state create svariate applicazioni per mostrare una parte del potere della realtà ibrida, la Stazione Spaziale internazionale è stata la prima di esse. È una simulazione dinamica della maggior parte dei moduli interni frequentati dagli astronauti americani.

Gli specialisti di Hybrid Reality Lab 3D della NASA catturano con lo scanner 3D Artec Space Spider strumenti da utilizzare nelle missioni spaziali e per collocare i loro modelli in un ambiente di realtà virtuale per addestramento simulato.

Gli utenti possono allenarsi con altre persone all'interno della realtà virtuale, quindi possono lavorare insieme, anche se sono dall’altra parte del mondo. Inoltre, si aprono nuove opportunità di fare attività di divulgazione: chiunque a casa con il proprio visore VR può entrare in un server e guardare gli astronauti allenarsi in tempo reale in modo molto più interessante di quello offerto dalla normale programmazione della NASA TV.

Il laboratorio utilizza visori e software di rendering VR personalizzati per creare ambienti di formazione per gli utenti.​

La NASA dispone di un sacco di risorse spaziali esistenti, come un trapano spaziale chiamato Pistol Grip Tool (PGT) utilizzato per i bulloni di perforazione, lo strumento Range/Rate utilizzato durante gli EVA (attività extraveicolari) e le attività di docking, le chiavi standard utilizzate per la manutenzione / riparazione generale sulla ISS, ecc.

Ci sono anche molti altri strumenti in fase di sviluppo che verranno utilizzati in missioni future, come questa pistola a radar laser che utilizzerà i raggi X per determinare la composizione roccia/suolo che si basa su strumenti commercialmente disponibili utilizzati sulla Terra che hanno capacità simili . Questo strumento è stato scansionato utilizzando Artec Space Spider per produrre modelli estremamente realistici e importarli in un ambiente virtuale per l’esercitazione simulata.

"Ora, quando raccoglieremo campioni sulla superficie marziana, probabilmente useremo uno strumento simile per determinare il rapporto di massa tra i diversi elementi all'interno di quel campione, e utilizzando la scansione 3D saremo in grado di rendere questo modello estremamente realistico , In modo da poter imparare a utilizzare lo strumento all'interno della realtà virtuale ", afferma Matthew Noyes.

L'oggetto del mondo reale rispetto all'equivalente in 3D

"Piuttosto che perdere le notti a modellare questi strumenti/risorse da misurazioni fisiche e fotografie o lavorare su file CAD senza texture, abbiamo pensato che utilizzando uno scanner 3D per creare modelli precisi al millimetro partendo da oggetti reali fosse una soluzione di gran lunga migliore", afferma Matthew Noyes.

Oltre allo scanner Space Spider, il laboratorio utilizza anche il software Artec Studio per creare una nuvola di punti, eliminando elementi rumorosi e strutturando la mesh risultante.

"L’Hybrid Reality Lab utilizza lo scanner Artec Space Spider grazie all'utilizzo di LED per l'illuminazione, rendendolo sicuro", afferma Frank Delgado, Geospatial Information Technology Lead presso SERVIR (una joint venture tra la NASA e l'Agenzia statunitense per lo sviluppo internazionale). "Lo scanner Artec ha anche soddisfatto i nostri requisiti di precisione e ha fornito un’ottima soluzione per la scansione di oggetti di piccole e medie dimensioni".

Oltre a catturare il radar in 3D, è stata ricreata l'interfaccia digitale e sono stati catturati gli effetti sonori del dispositivo per rendere la rappresentazione VR identica e comportarsi in modo uguale all'oggetto reale.