La tecnología de escaneo de Artec 3D ayuda a crear una realdad híbrida en la NASA


Con el escáner 3D Space Spider de Artec, los especialistas del Laboratorio 3D de Realidad Híbrida de la NASA capturan herramientas que pueden ser usadas en misiones espaciales y llevan los modelos a un ambiente de realidad virtual para entrenamiento de simulación.

Actualmente la NASA tiene la misión de adentrar aún más a la humanidad en el Sistema Solar, lo cual incluye completar programas tales como la cápsula Orión y el Sistema de Lanzamiento Espacial. Completar estos programas requiere de la creación de nuevos entrenamientos y procedimientos que los astronautas deberán aprender.

Es importante encontrar maneras de bajar los costos sin que ello afecte la eficacia de los métodos tradicionales de entrenamiento de astronautas, especialmente cuando se trata de la exploración en Marte, en donde se espera que las misiones cada vez duren meses o años. Los especialistas de NASA usan tecnología de realidad virtual para determinar cómo pueden hacer tan realista como sea posible el entrenamiento, mientras que corren diferentes simulaciones.

En 2015 la NASA fundó el Laboratorio de Realidad Híbrida para combinar la tecnología de consumidor de realidad virtual y los objetos a los que se les ha hecho seguimiento en 3D (ubicación de un objeto en espacio 3D usando tecnología de seguimiento de objetos) para poder obtener retroalimentación visual y táctil realística, para poder tener un sentido de inmersión más fuerte y mejor. El Laboratorio usa dispositivos para la cabeza y software de obtención de Realidad Virtual hechos a la medida para poder crear los ambientes de entrenamiento para los individuos.

En 2015 la NASA fundó el Laboratorio de Realidad Híbrida para combinar la tecnología de consumidor de realidad virtual y los objetos a los que se les ha hecho seguimiento en 3D (ubicación de un objeto en espacio 3D usando tecnología de seguimiento de objetos) para poder obtener retroalimentación visual y táctil realística, para poder tener un sentido de inmersión más fuerte y mejor.

Un gran objetivo es simular la gravedad reducida y el sentido del tacto. Ahora, una filial en el Centro Espacial Johnson está trabajando en completar el sistema de descarga de Gravedad de Respuesta activa, o ARGOS.

“Es básicamente una correa inteligente que se pega a la espalda liberando el peso del cuerpo y hace las veces del momentum en las direcciones verticales y horizontales para hacerle sentir la gravedad lunar, marciana, microgravedad o cualquier punto intermedio”, dice Matthew Noyes, Líder de Software en el Laboratorio de Realidad Híbrida y Conceptos Operacionales Avanzados en la NASA.

La realidad virtual ha sido fusionada con el sistema de ARGOS para que el usuario pueda moverse alrededor del ambiente 3D de la Estación Espacial Internacional al desplazarse por el mundo 3D, y el ISS se mueve alrededor de ellos dentro del dispositivo virtual para la cabeza.

Una serie de aplicaciones han sido creadas para mostrar algo del poder de la Realidad Híbrida y la Estación Espacial Internacional fue la primera. Es una simulación dinámica de la mayoría de los módulos internos frecuentados por los astronautas estadounidenses.

Los usuarios pueden entrenarse con otras personas dentro de la realidad virtual, lo que quiere decir que pueden trabajar juntos aunque se encuentren en lugares opuestos del mundo. También abre las oportunidades para hacer más actividades de despliegue, ya que las personas en casa con su propio dispositivo para la cabeza, podrían conectarse a un servidor y ver a los astronautas entrenar en tiempo real de una manera más emocionante de lo que puede llegar a ser con la TV estándar NASA TV.

El Laboratorio usa dispositivos para la cabeza y software de obtención de Realidad Virtual hechos a la medida para poder crear los ambientes de entrenamiento para los individuos.

NASA tiene muchos activos espaciales existentes, tales como el taladro espacial llamado Pistol Grip Tool (PGT), el cual es usado para taladrar tornillos; la herramienta Range/Rate usada durante las actividades extra vehiculares de EVA y las actividades de aterrizaje; llaves estándar usadas para el mantenimiento o reparación general en la ISS, etc.

También hay muchas más herramientas que están siendo desarrolladas y serán empleadas en misiones futuras, como esta pistola radar láser que usará rayos-x para determinar la composición roca/tierra y que está basada en herramientas que están comercialmente disponibles en la Tierra y que cuentan con características similares. Esta herramienta fue escaneada usando el Space Spider de Artec para poder producir modelos altamente realistas y texturizados e importarlos a un ambiente de realidad virtual para simulación.

“Ahora, cuando se toman muestras en la superficie marciana, usted muy probablemente use una herramienta como esta para determinar la proporción de masa de los diferentes elementos en la muestra, y usando el escáner 3D podemos hacer que este modelo se vea extremadamente realista, para que sea posible aprender a usar la herramienta dentro de la realidad virtual,” dice Matthew Noyes.

El objeto del mundo real vs. Su equivalente escaneado en 3D

“En lugar de moldear de manera minuciosa estas herramientas/elementos teniendo como base medidas físicas y fotografías, o trabajar desde archivos CAD sin textura, creímos que usar un escáner 3D para crear modelos milimétricamente preciso de objetos reales era una mucho mejor solución”, dice Matthew Noyes.

Junto con el escáner Space Spider, el laboratorio también usó el software Artec Studio para crear una nube de puntos, eliminar el ruido y aplicar textura a la malla resultante.

“El Laboratorio de Realidad Híbrida usa el escáner Space Spider de Artec debido a que emplea LED para iluminación, lo cual lo hace seguro para los ojos”, dice Frank Delgado, Líder de Tecnología de Información Geoespacial en SERVIR (un joint venture entre la NASA y la Agencia Estadounidense para el Desarrollo Internacional). “Artec también cumplió con nuestros requerimientos de precisión, y suministró una muy buena solución para escanear objetos pequeños y medianos.”

Adicionalmente a capturar el radar en 3D, su interface digital fue recreada y los efectos de sonidos fueron capturados desde el artefacto para lograr que la representación de VR no sea distinguible de la real y que se comporte de manera idéntica a ésta.

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