Voir pour y croire : la réalité augmentée et la réalité virtuelle donnent vie à l’avenir de l’exploration spatiale en 3D

Il s’avère que même avec ces outils virtuels, certaines vieilles habitudes manuelles sont difficiles à briser et les spécialistes apparemment de l’espace font des erreurs, tout comme le reste d’entre nous.

L’astronaute Scott Kelly portant un casque HoloLens sur la Station spatiale internationale.

Image : NASA

Dans tous les secteurs, la réalité augmentée et virtuelle ajoute une touche du 21e siècle aux opérations standard et redéfinit les affaires comme d’habitude. Cela va de la fabrication en réalité mixte à une approche plus littérale de la médecine moderne, mais la RA et la VR sont également mises en œuvre bien au-delà de nos limites terrestres, alors que la NASA et le JPL exploitent ces capacités pour réinventer l’exploration spatiale et les procédures de mission. Parfois, avec ces outils, comme le dit le proverbe, voir c’est croire, alors que les ingénieurs et les scientifiques du projet se plongent dans l’éther numérique pour donner vie aux engins spatiaux de demain en 3D. Mais, il s’avère que certaines vieilles habitudes manuelles sont difficiles à briser et apparemment les spécialistes de l’espace commettent des erreurs, tout comme le reste d’entre nous.

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Exploration de l’espace avec une touche virtuelle

Dans un article récent, la NASA a détaillé un certain nombre de façons dont l’agence exploite les capacités AR et VR à bord de la station spatiale, allant du contrôle à distance des robots aux procédures de maintenance AR. Dans le même temps, le JPL utilise la réalité mixte pour créer une expérience martienne immersive, permettant aux scientifiques de se promener virtuellement sur notre voisin cosmique.

Dans un projet particulier, surnommé Sidekick, l’astronaute Scott Kelly a utilisé un casque Microsoft HoloLens pour effectuer la formation ISS et la préparation de futures missions. Au cours de ces tests, un membre du contrôle de mission sur Terre pouvait diffuser le champ de vision de Kelly via le casque et également dessiner des visuels que l’astronaute pouvait visualiser en 3D sur l’écran HoloLens, a expliqué Benjamin Nuernberger, spécialiste en RA au JPL.

“Donc, au lieu de simplement parler de quelque chose dans l’espace, juste verbalement, vous pouvez maintenant donner des instructions 3D plus spatiales en dessinant dans son champ de vision”, a-t-il déclaré.

Du point de vue de la situation, Nuernberger a discuté des avantages de ces capacités VR et AR aux côtés des instructions détaillées étape par étape de l’iPad de la NASA que les astronautes ont à leur disposition. Alors qu’il a donné ses accessoires à l’agence, déclarant que la NASA fait un “excellent travail” en fournissant des procédures détaillées, dans certains cas, telles que des “réparations imprévues” ou si les instructions sont particulièrement compliquées, “il est difficile de rédiger ces procédures”.

“Ce type de technologie peut aider, en particulier dans ces situations et circonstances imprévues, car vous pouvez voir leur point de vue, et vous pouvez dessiner sur l’écran, et ces dessins à l’écran peuvent ensuite être affichés en 3D pour l’astronaute”, a-t-il déclaré.

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Une image conceptuelle de la NASA liée au projet Sidekick.

Image : NASA

Ces astronautes mènent peut-être des opérations de mission sur un laboratoire spatial en orbite à des centaines de kilomètres au-dessus de leur tête, mais l’énigme associée à la mise en œuvre d’un plan ou à la suite d’un ensemble d’instructions n’est pas nécessairement si différente d’une expérience banale familière ici sur Terre.

“Imaginez simplement construire des meubles IKEA à la maison. Vous lisez les instructions et vous essayez de les construire. Plusieurs fois, nous nous trompons sur une certaine étape”, a déclaré Nuernberger. “Les astronautes, ils sont extrêmement intelligents, et ils savent comment transférer les instructions du papier ou de l’iPad dans le domaine spatial, mais tout le monde reste humain à la fin.”

Mis à part le problème des meubles scandinaves, il a déclaré que ces capacités AR et VR peuvent aider à gagner du temps, à réduire les risques et à diminuer la “charge cognitive” sur les astronautes.

Au fil du temps, ce projet s’est transformé en projet ProtoSpace sur lequel Nuernberger travaille actuellement, une entreprise qui transforme les conceptions de vaisseaux spatiaux en visuels interactifs 3D à l’aide de fichiers CAO téléchargés.

“En gros, nous voulons visualiser le vaisseau spatial avant qu’il ne soit construit, pendant qu’il est en cours de construction [and] peut-être même après sa construction”, a-t-il déclaré.

Préparation de mission passé et présent

Pour comprendre la valeur ajoutée réelle de ces visualisations spatiales, il est utile d’examiner la façon dont les scientifiques et les ingénieurs aborderaient la conception et l’assemblage avant l’époque des casques AR et VR. Avant ProtoSpace, Nuernberger a déclaré que cette phase de planification pourrait impliquer la construction de maquettes avec des coûts poussant “des dizaines de milliers de dollars”, beaucoup de câblage pour soutenir l’engin et plusieurs jours pour tout assembler.

“Maintenant, vous pouvez pratiquement voir cela presque instantanément”, a-t-il déclaré. “Vous avez un modèle CAO. Vous le téléchargez avec ces câbles, puis vous mettez le casque et vous êtes prêt à partir.”

Au cours du processus de conception, Nuernberger a déclaré que les membres de l’équipe « échangeraient des e-mails ou se montreraient des PowerPoint pendant longtemps », ajoutant qu’il a entendu des anecdotes où ces scientifiques mettront l’un des casques AR/VR et “presque immédiatement” trouver la réponse à une question de conception ou d’assemblage.

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Une capture d’écran d’une vidéo OpsLab JPL mettant en évidence ces utilisations AR et VR.

Image : YouTube/OpsLab JPL

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Une grande partie de ces capacités et de ces nouvelles efficacités AR et VR revient à un point critique : la NASA construit des engins spatiaux très spécifiques pour un environnement et un objectif très spécifiques. Cela signifie que l’équipe réinvente essentiellement la roue itinérante à chaque nouvelle mission ; essentiellement créer une recette d’exploration à partir de zéro à chaque remise des gaz.

“Nous ne sommes pas comme un constructeur automobile où nous faisons la même chose encore et encore”, a-t-il déclaré. “Nous construisons un rover, peut-être deux […] et si on se trompe, le risque est très élevé, surtout en phase d’assemblage car il y a finalement une fenêtre de lancement.”

Fait intéressant, il existe également des avantages en matière de sécurité au travail en RA et en réalité virtuelle. Alors que la NASA peut régulièrement s’attaquer à des exploits et des manœuvres extraterrestres sur des corps planétaires éloignés, l’agence doit toujours se conformer aux normes de l’OSHA ici sur la terre ferme.

Dans un cas, Nuernberger a déclaré que l’équipe de la NASA planifiait des configurations d’engins spatiaux et d’équipements de support lorsqu’un HoloLens de Microsoft a révélé une faille critique dans leur approche.

« Ils se sont rendu compte que si [they arranged the craft] dans cette configuration, quelqu’un devra travailler sous une charge suspendue, ce qui est une chose très risquée et dangereuse, ce qui n’est pas autorisé par les normes OSHA », a déclaré Nuernberger.

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Une capture d’écran d’une vidéo OpsLab JPL mettant en évidence ces utilisations AR et VR.

Image : YouTube/OpsLab JPL

Un mashup surréaliste de réalité mixte

En ce qui concerne les avantages de ces outils, Nuernberger a déclaré que les ingénieurs ont “vu que ce n’est pas seulement un jouet”. Au fur et à mesure que le casque glisse et que les capacités visuelles s’installent, il y a souvent ce moment de réalisation que ces outils AR et VR ont de réelles fonctionnalités, a-t-il expliqué.

“En général, c’est lorsque quelqu’un met le casque pour la première fois et regarde ces énormes vaisseaux spatiaux, pas seulement comme une petite expérience de réalité augmentée sur votre table, mais ils regardent ce vaisseau spatial à grande échelle et ils se disent ‘Oh mon Dieu, quelle taille est-ce?!'”

Certes, cette expérience surprend même parfois Nuernberger, alors qu’il glisse sur le casque et voit le Mars Rover dans un salon ou une salle de conférence et réalise à quel point l’engin est grand dans une réalité augmentée stéréoscopique par opposition à un véhicule pixélisé encadré sur un écran d’ordinateur.

Regarder les vidéos de la NASA et du JPL mettant en évidence cette technique peut être une expérience quelque peu surréaliste : une équipe d’employés du JPL se sont rassemblés autour d’un objet apparemment massif mais invisible, chacun portant des casques de réalité virtuelle, manipulant des composants dans un engin de plusieurs millions de dollars qui existe actuellement sous simple éther numérique au milieu de tout cela.

Situationnellement, parfois les mondes virtuel et physique se mélangent pour les membres de l’équipe dans ce mashup de réalité mixte et les vieilles habitudes manuelles peuvent être difficiles à briser.

“Nous avons eu des gens qui sont venus avec des outils physiques et ont mis l’outil physique sur le modèle virtuel, ce qui est plutôt cool”, a déclaré Nuernberger.

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