در سال 2015، ناسا آزمایشگاه Hybrid Reality را افتتاح کرد تا به مهندسان ناسا اجازه بدهد در محیط های شبیه سازی شده که بسیار شبیه محیط های واقعی هستند، آموزش ببینند. این آزمایشگاه با ترکیب تکنولوژی واقعیت مجازی با اشیاء سه بعدی مسیریابی شده، برای تصاویر واقعی و بازخورد لامسه ای، یک تجربه ی خارق العاده را فراهم می آورد. این آزمایشگاه از هدست های واقعیت مجازی آماده در بازار، Unreal Engine 4 و محتوای ویژه ی ناسا برای ساخت محیط های آموزشی مجازی استفاده می کند.
یکی از چالش ها شبیه سازی جاذبه ی کاهش یافته است. در حال حاضر، مرکز فضایی Johnson ناسا از سیستم Active Response Gravity Offload (ARGOS) استفاده می کند.
Matthew Noyes، سرپرست نرم افزاری در آزمایشگاه مفاهیم عملیاتی پیشرفته و Hybrid Reality در ناسا، گفت: این یک طناب هوشمند است که به پشت شما وصل می شود، و وزن شما را مهار می کند و باعث حرکت در راستاهای افقی و عمودی می شود و این احساس به شما دست می دهد که در جاذبه ی سطح ماه، جاذبه ی مریخ، جاذبه ی بسیار اندک یا هرجایی در این فواصل، هستید.
محیط آزمایشگاه Hybrid Reality با ARGOS ادغام شده است به طوری که کاربر می تواند به صورت مجازی به ایستگاه بین المللی فضایی برود. چندین نفر به صورت همزمان می توانند با هم در یک محیط واقعیت مجازی آمورش ببینند. حتی اگر در یک موقعیت فیزیکی یکسانی نیستند.
آزمایشگاه Hybrid Reality همچنین شامل نشانگرهای مجازی ابزارهایی است که ناسا استفاده می کند، مانند یک دریل فضایی به نام Pistol Grip Tool، که برای سوراخ کردن چفت ها استفاده می شود. چندین ابزار دیگر نیز برای ماموریت های آینده در حال پیشرفت و توسعه هستند، از قبیل ابزار فلورسنت اشعه ی ایکس که برای تعیین ترکیب خاک مریخ استفاده می شود. اینها و ابزارهای دیگر با استفاده از یک اسکنر Artec Space Spice به صورت سه بعدی اسکن شدند، و اسکن ها به محیط واقعیت مجازی وارد شدند.
Noyes گفت: حالا، موقع جمع آوری نمونه ها بر روی سطح مریخ احتمال دارد که از ابزاری شبیه این استفاده کنید تا به شما بگوید نسبت انبوه عناصر مختلف درون آن نمونه چه چیزی است، و با استفاده از اسکن سه بعدی ما قادر هستیم تا کاری کنیم که ظاهر این مدل به مقدار زیادی واقعی به نظر برسد، بنابراین با استفاده از محیط واقعیت مجازی می توانید یاد بگیرید چگونه از ابزارها استفاده کنید. به جای مدل سازی های وقت گیر این ابزارها، با استفاده از اقدامات و عکس های فیزیکی، یا کار کردن بر روی فایل های CAD بدون بافت، ما فکر کردیم که با استفاده از یک اسکنر سه بعدی برای ساخت مدل های با دقت میلی متری از اشیاء واقعی، یک راه حل بهتری است.
ما این شانس را داشتیم که به صورت مستقیم از Artyom Yukhin، مدیر اجرایی شرکت Artec 3D، در مورد اسکنرهای Artec 3D و آینده ی اسکنر سه بعدی در فضا، بشنویم. ما سوالاتی در مورد این کار از او پرسیدیم.
چرا ناسا یک گزینه ی مناسب برای اسکنرهای Artec است؟
اسکنرهای سه بعدی ابزارهای ضروری برای ماموریت های فضایی هستند. دقیقا مانند اینجا بر روی زمین، آنها برای انجام اقدامات دقیق و شناسایی تغییرات ممکن در شکل اشیاء در طول زمان مورد نیاز هستند. برای مثال، تغییرات در ساختار سیستم های مختلف بر روی ایستگاه بین المللی فضایی و دیگر فضاپیماها، که می توانست به دلیل گرم شدن بیش از اندازه باشد. این شبیه گرفتن چندین عکس در یک بازه ی زمانی و مقایسه ی آنها با یکدیگر است. از منطقه ای که می خواهید اسکن بگیرید تا شکل دقیق آن را بدست آورید و سپس مدل سه بعدی به دست آمده را با عکس قبلی و با استفاده از نقشه ی فاصله ی سطح در نرم افزار Artec Studio مقایسه کنید. این ابزار دو مدل را با هم مقایسه می کند و اختلافات در شکل ها را برجسته می کند.
همچنین، شما می توانید تغییرات در شکل بدن های فضانوردان را کنترل کنید. اسکنرهای Artec برای این منظور بسیار مناسب هستند زیرا دقیق هستند و به طور کامل برای اسکن مردم ایمن و بی خطر هستند. شما حتی می توانید با استفاده از این اسکنرها موجودات فضایی را در صورت مشاهده ی آنها، اسکن کنید.
فکر می کنید این تکنولوژی می تواند در آینده در اکتشافات فضایی نقشی داشته باشد؟
شما هرگز نمی توانید بدانید چه چیزی ممکن است در فضاپیما خراب شود ولی مطمئنا می دانید که در صورت خراب شدن، نیاز خواهید داشت تا به فکر جایگزینی برای آن باشید. اسکن سه بعدی و پرینت یک راه حل برای خلاص شدن از انبار ابزارها و قطعات ذخیره و یدکی در فضاپیما، است، جایی که هر مقدار هزینه ی اضافی صرف شده اهمیت دارد. قطعه ی معیوب را به همراه ناحیه ای که می خواهید وسیله ی تعویضی و جدید را در آنجا نصب کنید، اسکن بگیرید. مدل سه بعدی قطعه ی معیوب را مهندسی معکوس کنید، قطعه ی جایگزین را با استفاده از پرینت سه بعدی پرینت کنید و آن را در جایی که باید نصب شود، نصب کنید. حتی اگر یک فضانورد دچار مصدومیت شود، مثلا قسمتی از گوش آنها در نتیجه ی دعوا با همکارشان گاز گرفته شود، ساخت یک عضو جایگزین و ایمپلنت کردن آن در بدن فضانورد آسیب دیده، امکان پذیر است.
در حقیقت، شما می توانیداز هرچیزی که می خواهید در طول ماموریت اسکن بگیرید. اگر شما در حال انجام یک آزمایش علمی برای پرورش یک کریستال یا یک گیاه در مدار، هستید، به صورت منظم از آن اسکن بگیرید و پیشرفت آن را دنبال کنید. اسکن سه بعدی داده های تحقیقاتی باارزشی را در اختیار شما قرار خواهد داد. همچنین، این روش، بهترین روش برای ضبط شکل صخره، رد پاها یا هر شیء دیگر که ممکن است بر روی سطح مریخ یا دیگر سیاره هایی که ممکن است فضانوردان بروند، دیده شود، است. در کنار دقت فوق العاده، که به اسکنر ما اجازه می دهد از اشیائی با هندسه ی پیچیده اسکن بگیریم، این اسکنرها بسیار سبک هستند و می توانند در سیاره هایی که نیروی جاذبه در آنجا بسیار بیشتر از زمین است، استفاده شود. ولی، نگوییم که ساده ترین، تکنولوژی اسکن سه بعدی Artec برای یادگیری بسیار ساده است که باعث می شود زمان آموزش بسیار کاهش پیدا کند. با تشکر از این مزیت ها، اسکنرهای Artec به صورت موفقیت آمیزی توسط ناسا در حال استفاده شدن هستند.
ما در مورد پرینت سه بعدی در فضا بسیار صحبت می کنیم، از قبیل قطعات تعویضی مهم (و به صورت جداگانه، پرینت سه بعدی برای کمک به جذب افراد علاقه مند جدید)- ولی اسکن سه بعدی نیز از اهمیت یکسانی برخوردار است، همانطور که Yukhin توصیف می کند. روی هم رفته، تکنولوژی سه بعدی برای اینده ی اکتشافات فضایی حیاتی است. چه از آن در فضا استفاده شود و چه به صورت نمایش مجازی در زمین.