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公司 2015-1-28 07:53

NASA 更好探索火星的方法是?HoloLens

NASA 已经成功将机器人送上火星,但离让人类登陆火星还差很远。多亏了与微软 HoloLens 的合作, NASA 能通过沉浸式的增强现实场景,让科学家们提前 “踏上火星”。

微软发布会上最引人注目的莫过于 Windows Holographic 和 HoloLens。后者是一款增强现实头戴式设备,同时也是一台独立的个人计算机。NASA 的 Ops Lab 专门为 HoloLens 开发了一款叫做 OnSight 的软件,能让科学家跟着好奇号火星探测器的数据探索虚拟的火星场景。它还是协作式的:位于不同地点的科学家可以远程加入进来,在对方的眼镜中显示为人形化身。

Ops Lab 在 NASA 负责为火箭推进器部门开发控制机器人和飞船的软件系统。他们的项目包括远程机械控制臂,制造虚拟现实环境,用 Oculus Rift 和 Kinect 传感器等技术控制Robonaut 2 和 Athlete 等等。

NASA 与微软的合作渊源已久。当微软 Kinect 还是 Project Natal 的时候,Ops 实验室的项目经理 Jeff Norris 就被介绍给被誉为 Kinect 之父的 Alex Kipman的创始人、后来 Hololens 的缔造者 Alex Kipman 认识。他俩一拍即合。Norris 告诉 The Verge 记者,当时他们的团队就开始讨论,能如何使用 Kipman 团队即将开发的技术更好地控制机器人和飞行器。

此后不久, Kipman 就向 Norris 展示了 Windows Holographic 和 HoloLens 的早期版本。Norris 说,那时他看到了这个项目的潜力,并开始构想如何把它运用到太空探索中去。他相信微软与 NASA 的合作能极大地拓展好奇者号科学家的研究能力。

目前,Ops Lab 团队已经将 OnSight 技术植入到好奇者号的软件中去。OnSight 从好奇者号火星探测器获取数据,用 HoloLens 在眼前制造出火星地表的空间。肩负任务的科学家会踏上虚拟的火星地表、四处走动,从而获得二维空间无法具有的视角和存在感,增强他们从地形地貌中得到的判断。HoloLens 还能判断科学家电脑的位置,将它从画面中移除,让使用者直接在桌面和火星表面之间无缝切换。

The Verge 记者 Tom Warren 体验之后表示 “下巴掉下来”。他这么描述自己的体验:

“我能一边与 NASA 工程师在火星地表通话,一边低下身仔细观察岩石,拍下不同岩石构造的照片,甚至可以在感兴趣的地点插小旗。令人惊叹的是,当我试着用房间里的 PC 时,我把光标从屏幕上拖了出来,落到了我旁边的火星地面上。这能允许我在整个虚拟环境中做标记。”

 

好奇者号的科学家主要会通过 Holographic 自带的全局互动功能与 OnSight 交互。包括手势和语音控制。每个科学家的人物都会在虚拟场景中画出一条 “视线”,以便让其他科学家知道他们在看哪里。另一个令人印象深刻的功能是,科学家能够在头戴 HoloLens 的同时使用电脑,这将能让科学家直接使用好奇者号中的原始数据进行工作。

协作是最关键的部分。Hololens 技术允许科学家在与数据互动的同时与其他人沟通。与传统的用鼠标和键盘的协作方式相比,这是一种更引人入胜的方式。Tom Warren 认为这会尤其适合跨时区、人数多、需要和大量复杂数据打交道的团队协作,比如火星探索。

根据 Ops Lab 团队一年多前的研究,17 位好奇者号科学家从头戴式显示和标准图片中分别观看了火星的场景,参与者被要求估计画面中的距离,头戴式显示比看图片时估计的准确度高两倍多,而且此前不需要经过任何适应性训练。

好奇者号已经能很好地处理二维和三维画面,但 OnSight 在数据分析的方法上更进一步。增强现实和虚拟现实比 3D 模型的效果更好,因为身体会产生自然的感觉。“当你在地球上走的时候,你的身体知道你身在何处,你的眼睛向你的大脑展示你看到了什么。” 这些体验的结合对于建立起对所在环境的心理模型至关重要,这也是 Ops Lab 对 OnSight 达到的效果如此激动的原因。

Ops Lab 已经在用 Oculs Rift 创造沉浸式体验。但是 Rift 对 NASA 来说有不少局限。比如它是有线的,还会把用户和周围的环境隔离开来。HoloLens消除了这两个障碍。因此,Ops Lab 团队在一年前开始了对 OnSight 项目高强度的开发——一部分团队成员甚至搬到了 Redmond 与 HoloLens 团队同吃同住。

他们的最终目标是在今年晚些时候实测 OnSight 的使用。但这并不意味着 OnSight 已经接近最终产品。“还有很多工作要做”,Norris 说。除了好奇者号,HoloLens 在太空中的应用还不是板上钉钉的事儿。但是把探索火星的经验移植到其他星球上始终是他们的愿景,而 HoloLens 将是太空探索者理想的新工具。

题图来自:The Verge

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