作為美國科幻大片經(jīng)常出現(xiàn)的角色，NASA對(duì)新技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了癡迷的程度，而在VR元年，它理所當(dāng)然地會(huì)把VR和AR研究一遍。

　　VR和AR大的作用是創(chuàng)造一個(gè)虛擬的世界，而在這個(gè)虛擬的世界里，你可以做任何事情。NASA也正是利用VR和AR的這種特性，來幫助宇航員、普通人體驗(yàn)的“太空之旅”。

　　11月7日，在紐約大學(xué)的一個(gè)活動(dòng)上，來自NASA下屬噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室(JPL)的游客正體驗(yàn)走在火星上、操作登陸車的感覺。JPL下屬操作實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)意總監(jiān)馬休•克勞森與JPL實(shí)習(xí)生、紐約大學(xué)畢業(yè)生馬里吉克•喬利茨馬共同展示了HoloLens的研究和探索能力。這種設(shè)備可將來自火星表面的虛擬圖像投射到真實(shí)世界中。

　　克勞森與喬利茨馬都戴著HoloLens頭盔，他們的虛擬視覺場景則被投射到身后的大屏幕上，以便觀眾可以分享他們的視覺體驗(yàn)。他們首先演示了OnSight，即在虛擬空間重建火星表面，這種技術(shù)可幫助研究人員為“好奇”號(hào)火星探測器設(shè)定目標(biāo)和路線。OnSight技術(shù)近已經(jīng)在肯尼迪航天中心推出，游客可在這里隨著巴茲•奧爾德林(首位登月宇航員)的全息投影游覽火星。

　　奧爾德林的身影出現(xiàn)在火星山

　　在此之前，研究人員已經(jīng)根據(jù)火星探測器經(jīng)過的漫長、平坦路線，繪制出火星表面的大致景觀。克勞森的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)研究人員處于虛擬火星場景中可以環(huán)顧周圍時(shí)，在確定距離方面準(zhǔn)確度可提高2倍，確定火星特定位置角度的精確度提高了3倍。而且研究人員(包括地質(zhì)學(xué)家)發(fā)現(xiàn)它們使用工具變得自然。

　　喬利茨馬說：“當(dāng)科學(xué)家們首次使用HoloLens頭盔時(shí)發(fā)生的有意思的一件事情是，他們意識(shí)到自己可以跑到山頂上，以獲得現(xiàn)場空間意識(shí)。因此，只要他們戴上頭盔，立即就可以開始使用它，并以空間的方式思考它。”克勞森也說：“這是個(gè)線索，表明我們正朝著正確的方向邁進(jìn)。”

　　克勞森與喬利茨馬還演示了HoloLens的第二個(gè)應(yīng)用，他們稱之為Project Sidekick。通過觀察宇航員的動(dòng)作，研究圖表以及額外信息，可以幫助通過復(fù)雜程序指導(dǎo)國際空間站上的宇航員執(zhí)行任務(wù)。盡管克勞森與喬利茨馬無法現(xiàn)場演示這種技術(shù)，但他們分享了Project Sidekick測試的照片和視頻。

　　利用HoloLens體驗(yàn)失重

　　首先，這種技術(shù)在NASA極限環(huán)境使命行動(dòng)(NEEMO)中進(jìn)行測試。NEEMO是模擬空間站的水下設(shè)施，這里的研究人員可被遙控指導(dǎo)進(jìn)行診斷和治療闌尾炎，還可以執(zhí)行其他任務(wù)。接著，這種技術(shù)又在失重模擬飛機(jī)中測試，后在國際空間站上進(jìn)行測試，宇航員斯科特•凱利(Scott Kelly)曾帶著頭盔與地面通訊。

　　有了HoloLens的指導(dǎo)，NEEMO中的宇航員可以在1個(gè)小時(shí)內(nèi)就完成預(yù)定任務(wù)。而過去依照書面程序指導(dǎo)時(shí)，他們需要花費(fèi)4個(gè)小時(shí)時(shí)間才能完成。在國際空間站上，打開艙口和滅火等行動(dòng)都非常復(fù)雜，需要執(zhí)行多個(gè)步驟程序，而Project Sidekick可以幫助節(jié)省大量時(shí)間。

　　克勞森與喬利茨馬演示的第三個(gè)HoloLens應(yīng)用名為Protospace，可以讓工程師在設(shè)計(jì)太空船或其他機(jī)械時(shí)，探查它們的詳盡模型。研究人員已經(jīng)利用Protospace設(shè)計(jì)地表水和海洋地形(SWOT)衛(wèi)星，美國宇航局打算2020年發(fā)射它，用以觀察氣候變化對(duì)海洋的影響。此外，研究人員還利用其設(shè)計(jì)美國宇航局Mars 2020探測器以及環(huán)繞木星衛(wèi)星Europa旋轉(zhuǎn)的大型軌道器，前者將前往火星表面收集樣本帶回地球。

　　克勞森與喬利茨馬展示了虛擬版的Mars 2020，我們可以從不同角度查看它，甚至可以放大，并可將其懸于觀眾的頭頂。喬利茨馬說：“Protospace改變了太空船設(shè)計(jì)，允許機(jī)械工程師們協(xié)同制作與真實(shí)物體差不多大的可視化模型，并賦予其時(shí)尚感。這是他們以前從未做到過的，除非他們花費(fèi)大量時(shí)間和資金進(jìn)行3D打印。”

　　Protospace可讓研究人員看到，與正常的2D模型相比，如何能讓零部件好地配合起來。研究人員可以協(xié)同制作模型，或練習(xí)棘手的安裝任務(wù)。紐約大學(xué)工程系的學(xué)生們本學(xué)期幫助創(chuàng)建了設(shè)計(jì)界面需要的工具欄。克勞森說：“我已經(jīng)等不及看到人類真正踏足火星的那一天。實(shí)際上，那里不僅將有宇航員，還有地球上數(shù)以百萬計(jì)不受線纜限制的人。對(duì)于他們來說，從火星表面飛過、幫助宇航員收集數(shù)據(jù)都將是安全的。”

　　克勞森澄清說，火星數(shù)據(jù)將被軌道器收集，包括小衛(wèi)星和火星表面探測器，但卻可以通過那些虛擬前往火星表面的人核實(shí)。他表示：“不止JPL的人，或世界上其他航空機(jī)構(gòu)的人，我們認(rèn)為將來所有人都可以虛擬體驗(yàn)火星之旅。任何擁有沉浸技術(shù)的人，都可以參加到新世界的探索中來。”

　　NASA有一個(gè)大型的VR實(shí)驗(yàn)室，主要目的是訓(xùn)練宇航員進(jìn)行太空行走。當(dāng)宇航員離開太空船環(huán)境，進(jìn)入太空中，執(zhí)行一些任務(wù)(例如換空間飛行器上出毛病的模塊)的時(shí)候，就要進(jìn)行太空行走。太空行走常見的地方是國際空間站(ISS，多國合作構(gòu)建的人造衛(wèi)星)。自1998年以來，ISS就一直在軌道上運(yùn)行，所以當(dāng)這顆衛(wèi)星的外部需要進(jìn)行維修的時(shí)候，兩個(gè)(或多)宇航員就會(huì)從ISS里鉆出來，進(jìn)行太空行走，開展維修工作。

　　NASA利用PS VR訓(xùn)練宇航員

　　在過去，如果你以前沒有進(jìn)行過太空行走，你就不知道它會(huì)是什么樣。所以，為了防止災(zāi)難事故的發(fā)生，從20世紀(jì)80年代中期就開始，美國宇航局的研究人員就在尋找讓宇航員體驗(yàn)太空行走的方法。你可以在NASA的VR實(shí)驗(yàn)室看到他們的研究成果。現(xiàn)在，部署到 ISS上的幾乎每個(gè)宇航員都知道從ISS出來時(shí)會(huì)是什么感覺。

　　NASA的VR實(shí)驗(yàn)室為宇航員提供了豐富的VR體驗(yàn)。它是一個(gè)傳統(tǒng)的圖形三維 ISS環(huán)境，使用頭盔、觸覺反饋手套和運(yùn)動(dòng)跟蹤器為宇航員提供走到ISS外面的虛擬體驗(yàn)。它對(duì)ISS的每個(gè)部分都進(jìn)行了完整建模，有各種電纜和組件。因此宇航員穿戴上這些裝備后就可以在虛擬空間中行走，抓取物體，還可以細(xì)致地探索空間站。這是為了讓他們適應(yīng)ISS的外部結(jié)構(gòu)，這樣他們進(jìn)行太空行走時(shí)，就不會(huì)出現(xiàn)“找不到方向”的問題。

　　以前的VR設(shè)置存在一個(gè)明顯的缺點(diǎn) ——你無法感覺對(duì)象，而夏洛特(Charlotte)機(jī)器人可以解決這個(gè)問題。它是一個(gè)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，由計(jì)算機(jī)控制，使用物理學(xué)來模擬物體在空間微重力作用中的感覺，包括它們的質(zhì)量、慣性矩等等。夏洛特機(jī)器人的中心就是被模擬的對(duì)象。這個(gè)機(jī)器人的奇妙之處在于，它并不需要全尺寸的等高模型。

　　NASA的 VR實(shí)驗(yàn)室還有一個(gè)虛擬SAFER(Simplified Aid for EVA Rescue)單元。宇航員從ISS鉆出，步入太空，進(jìn)行太空行走的模擬過程也有它的參與。在理想情況下，宇航員要使用氮推進(jìn)的SAFER系統(tǒng)返回空間站，因此相關(guān)的VR體驗(yàn)就涉及這個(gè)單元的部署，以及如何找到回ISS的路線。無論你相信與否，虛擬現(xiàn)實(shí)時(shí)代都已經(jīng)來臨!千鋒VR/AR混合現(xiàn)實(shí)課程強(qiáng)勢(shì)亮相，再掀行業(yè)培訓(xùn)新篇章，“清流”講師，帶你一起洗刷行業(yè)!