هولولنز و هولوگراف ها چگونه ناسا را در عملیات های اکتشافاتی یاری می دهند؟

ناسا عملکرد کاملا موفقی در فرود ربات ها روی مریخ از خود نشان داده با این همه، هنوز هم تا رسیدن بشر به این سیاره چندین دهه زمان باقیست.

به موجب همکاری جدیدی که میان این سازمان و مایکروسافت شکل گرفته، ناسا در تلاش است تا با استفاده از واقعیت افزوده فراگیر ارتباط لازم میان ربات ها و کشفیات انسان را ایجاد نماید.

در ادامه این مطلب با دیجیاتو همراه باشید.

رونمایی از فناوری ویندوز هولوگرافیک و هولولنز مایکروسافت از جمله هیجان انگیزترین خبرهایی بود که در جریان مراسم بزرگ این کمپانی منتشر شد.

در طول این رویداد و پس از آن، فناوری مذکور به طرق مختلفی چون اجرای بازی ماین کرفت در اتاق پذیرایی تا کار کردن با نرم افزاری مشابه اتوکد قابلیت های خود را در معرض دید عموم قرار داد.

اما یکی از جالب ترین بخش های کنفرانس خبری مایکروسافت برنامه ای به نام OnSight بود که توسط آزمایشگاه Ops ناسا برای هولولنز طراحی شده است.

این برنامه به پژوهشگران امکان می دهد که با استفاده از داده های گردآوری شده از طریق کاوشگر Curiosity سیاره مریخ را به صورت مجازی بپیمایند.

OnSight همچنین برنامه ای مشارکتی است؛ بدان معنا که پژوهشگرانی از مناطق مختلف می توانند از راه دور به عملیات کاوش مجازی بپیوندند و در قالب آواتارهای انسان نما روی هولولنز یکدیگر ظاهر شوند.

آزمایشگاه Ops در واقع مسئولیت ساخت سیستم های کنترلی ربات ها و فضاپیماها را در مرکز Jet Propolsion ناسا بر عهده دارد. از جمله پروژه های انجام گرفته توسط این واحد می توان به بازوهای کنترلی، ایجاد محیط های ایمرسیو یا فراگیر و ساخت ربات های هدایت شونده نظیر Robonaut 2 و Athlete با استفاده از فناوری هایی نظیر آکیلس ریفت و حسگر کینکت اشاره نمود.

در حال حاضر این تیم در تلاش است تا فناوری OnSight را با نرم افزار ارائه شده توسط تیم کاوشگر Curiosity یکپارچه سازی نماید. حال این سوال مطرح می شود که آنها چگونه به این نقطه رسیدند؟

این همکاری حدودا 5 سال پیش کلید خورد و داستان آن بدین شرح است که در جریان پروژه ناتال، جف نوریس مدیر پروژه آزمایشگاه Ops به خالق کینکت و هولولنز یعنی الکس کیپمن معرفی شد.

طولی نکشید که این دو تیم با همراهی یکدیگر شگفتی ساز شدند. نوریس می گوید: تیم های ما در ادامه به بحث و تبادل نظر پرداختند تا به راهکارهای مناسب برای استفاده از فناوری های مختلف در بهبود کنترل ربات ها و فضاپیماها دست پیدا کنند.

از این آشنایی و در واقع همکاری مدت زمان زیادی سپری نشده بود که کیپمن نسخه اولیه ای از آنچه عاقبت با نام ویندوز هولوگرافیک و هولولنز شناخته شد را نشان داد.

نوریس می گوید در آن زمان می دانست که پتانسل بالایی برای استفاده از یک فناوری اینچنینی وجود دارد و به همین دلیل بررسی موارد مصرف آن در اکتشافات فضایی در دستور کارشان قرار گرفت و نتیجه این همکاری برنامه ای بود که منجر به توسعه توانمندی های پژوهشگران تیم کاوشگر Curiosity شد.

همانطور که در ابتدا گفته شد، OnSight داده ها و عکس ها را از کاوشگر Curiosity دریافت کرده و با استفاده از هولولنز اتاقی را ایجاد می کند که از لحاظ ظاهری شبیه به سطح مریخ به نظر می آید.

دانشمندان مشارکت کننده در این مأموریت به لطف فناوری یاد شده قادر خواهند بود به صورت مجازی روی سطح مریخ قدم گذاشته و حسی به مراتب قدرتمندتر از تصاویر دوبعدی را تجربه نمایند که این امر همچنین می تواند کیفیت نتایج دریافت شده از موضوعاتی چون شکل و خصوصیات ژئولوژیکی را بهبود ببخشد.

هولولنز همچنین قابلیت درک محل قرارگیری کامپیوتر یک دانشمند را نیز دارد و می تواند آن نقطه را از صحنه مجازی حذف نماید و از این طریق به کاربر امکان می دهد که نشانگر ماوس را به شکلی بدون نقص میان دسکتاپ و سطح کنترل نموده و بین این دو انتقال دهد.

پژوهشگران Curiosity به احتمال زیاد قرار است که از طریق تعاملات کلی در نظر گرفته شده به منظور ارتباط برقرار کردن با هولوگرافیکها با OnSight کار کنند.

به علاوه امکانات دیگری چون کنترل گرهای حرکتی و صوتی نیز برای این فناوری در نظر گرفته شده و آواتار هر دانشمند دارای نوعی «پرتو گازی شکل» است که خطی را در محیط پیرامونی نقطه ای که مشغول تماشایش است ترسیم و دنبال کردن آن را برای دیگر مشارکت کنندگان ساده تر می کند.

استفاده از یک کامپیوتر به طور همزمان با هولولنز، امکان دیگری است که باعث شگفتی خبرنگاران در ردموند شد. به لطف این قابلیت، دانشمندان می توانند از داده های خام موجود در MSLICE (برنامه ای که داده های خام کاملا یکپارچه شده با OnSight را از Curiosity دریافت می کند) استفاده نمایند.

به اعتقاد تیم Ops Lab، حضور (چه از نوع حقیقی و چه از جنس مجازی اش) ابزاری بسیاری کلیدی برای اکتشاف کننده است.

به گفته نوریس، زمانی که یک ژئولوژیست به منظره ای نگاه می کند در واقع تلاش دارد تا داستان آن محیط و منطقه را بفهمد. یکی از فصل های آن داستان نیز شکل محیط (نحوه فرسایش خاک، طریقه شکل گیری خطوط و منحنی ها) است. این اطلاعات در واقع یکی از روش هایی هستند که امکان استنباط آنچه در حال رخ دادن است را فراهم می کند.

او در ادامه صحبت هایش به تحقیقی اشاره می کند که حدودا یک سال پیش انجام گرفت و در جریان آن تصاویر یکسانی از یک صحنه مریخی که از طریق MSLICE دریافت شده بود در اختیار 17 محقق کاوشگر قرار گرفت.

آنها سپس همان صحنه را از طریق نوعی نمایشگر متصل شونده به سر مشاهده کردند. در هر دوی این موارد، از مشارکت کنندگان خواسته شد تا نقشه ای از شکل محیط را ترسیم نموده و روی نقاط مورد علاقه خود پرچم بگذارند.

زمانی که این پژوهشگران عینک های یاد شده را به چشم داشتند، دقت برآوردشان از مسافت ها دو بار و دقت ارزیابی آنها در مورد زوایای اشیاء نیز سه بار بیشتر شده بود.

جالب است بدانید که به گفته نوریس، این پژوهشگران بدون دریافت آموزش چندانی در زمینه واقعیت افزوده یا مجازی موفق به تخمین اندازه ها با چنان دقتی شده بودند و تنها یکی از آنها مدت ها قبل چنین نمایشگرهایی را امتحان کرده بود.

آنطور که نوریس می گوید این همان چیزی است که باعث حرکت ما به سمت جلو و پیشرفت شد.

تیم کاوشگر Curiosity با استفاده از تصاویر دو و سه  بعدی دریافت شده از مریخ موفق به انجام کارهای بزرگی شده بودند با این حال، OnSight تکامل یافته ترین گام بعدی است که پژوهشگران برای تحلیل داده ها مورد استفاده قرار خواهند داد.

این فناوری گزینه به مراتب بهتری نسبت به مدل سه بعدی (یا تصاویر استریو اسکوپیک) محسوب می شود و علت هم غنای حس عمقی و حس حضور در محیط است.

نوریس می گوید: بدن شما همینطور که مشغول پیاده روی در مکانی روی زمین هستید می داند که کجاست و چشمان تان هم تصاویری از آنچه در آن نقطه شاهدش هستید را در اختیار مغزتان قرار می دهند.

یکپارچه سازی این اطلاعات نقشی بسیار کلیدی در ایجاد یک الگوی ذهنی از محیط پیرامونتان دارد و به همین دلیل است که تیم Ops Lab تا این اندازه در مورد کاری که از طریق OnSight انجام داده اند هیجان زده هستند.

این مرکز پیشتر روی یکپارچه سازی فراگیر و تعاملی از طریق آکیلس ریفت کار کرده بود. اما این عینک دارای محدودیت های متعددی بود که از آن جمله می توان از نیازش به سیم و نحوه جدا کردن کاربر از محیط پیرامونش یاد کرد.

این در حالی است که هولولنز هر دوی این مشکلات را مرتفع نموده و به همین دلیل تیم Ops Lab حدودا از یک سال پیش، نوعی فرایند فشرده را برای ایجاد OnSight آغاز کردند و در جریان این دوره بخشی از تیم نوریس برای همکاری با تیم هولولنز و زندگی با آنها عازم ردموند شدند.

در نهایت هدف از اجرای این پروژه آن است که تا اواخر امسال، از OnSight در عملیات های حقیقی استفاده شود، هرچند که نوریس زمان دقیق این کار را اعلام نکرد. پژوهشگران Curiosity هم که از این خبر خرسند بودند در هفته ای که گذشت هیجان خود را در قالب یک ویدئو منتشر کردند.

به گفته فرد کالف زمین شناس، OnSight نه تنها «شبیه به انتقال از راه دور است» بلکه به میزان زیادی نیز در زمان صرفه جویی می کند.

کتی استک مورگان نیز در این رابطه می گوید، این تصویر سازی پیشرفته به تیم پژوهشگران کمک خواهد کرد تا تصمیمات بهتری را در رابطه با عملکرد کلی کاوشگر Curiosity اتخاذ نمایند که با در نظر داشتن مشکلاتی که تیم محققان تاکنون در رابطه با چرخ های این کاوشگر و روند فرسایشی آن پیش رو داشته اند، مسأله بسیار مهمی به شمار می رود.

اما این بدان معنا نخواهد بود که OnSight یک محصول کامل و بی نقص است و آنطور که نوریس می گوید هنوز کارهای زیادی برای انجام دادن وجود دارد.

به گفته او افزودن یک قابلیت جدید به عملیات های در حال انجام در سطح مریخ چندان هم ساده نیست و از طرف دیگر همه چیز قابل تغییر است.

نوریس در صحبت های خود با اشاره به این موضوع که OnSight ابزاری جدید در جعبه ابزار پژوهشگران به شمار می رود اظهار داشت که پیش بینی می شود در آینده از این فناوری برای انجام عملیات های اکتشافاتی در دیگر سیاره های منظومه شمسی نیز استفاده شود.