Le projet Haughton-Mars de la NASA (HMP) et les organisations collaboratrices SETI Institute, Institut de Mars, Centre de recherche Ames de la NASA, Collins Aérospatiale, et Ntention annoncent le test sur le terrain réussi d'un "gant intelligent d'astronaute" pour la future exploration humaine de la Lune, Mars, et au-delà. Le gant intelligent est un prototype d'interface homme-machine (HuMI) qui permettrait aux astronautes d'exploiter sans fil un large éventail d'actifs robotiques, y compris les drones, par de simples gestes d'une seule main.

La NASA prévoit de retourner sur la Lune d'ici 2024 avec le programme Artemis, puis envoyer des astronautes sur Mars. Les deux missions devraient inclure une expansion des activités extra-véhiculaires de surface (EVA) à la fois en quantité et en complexité par rapport à Apollo. Les futures combinaisons spatiales planétaires devraient améliorer leur agilité et leur confort au fil du temps. Mais, comme récipients sous pression, les combinaisons spatiales devraient rester fondamentalement encombrantes, limiter la dextérité et la précision avec lesquelles les astronautes peuvent effectuer des tâches telles que la collecte d'échantillons et l'utilisation de robots.

"Une combinaison spatiale équipée de gants intelligents pourrait être une solution", a déclaré le Dr Pascal Lee, planétologue au SETI Institute et au Mars Institute, et directeur du projet NASA Haughton-Mars au NASA Ames Research Center. "Avec ça, les astronautes pourraient facilement contrôler une gamme d'actifs robotiques, faire des opérations scientifiques et d'exploration sur la Lune, Mars et d'autres destinations plus efficaces et productives."

Le projet Haughton-Mars de la NASA est un important projet international de recherche sur le terrain analogique de la Lune et de Mars centré sur le cratère d'impact de la météorite Haughton et le terrain environnant sur l'île Devon dans l'Extrême-Arctique. En tant que l'un des endroits les plus semblables à Mars sur Terre, le site est souvent appelé Mars sur Terre. Au cours de ses vingt-trois ans d'histoire, le NASA HMP a apporté de nombreuses contributions à l'avancement de la science planétaire et de l'exploration grâce à des études de terrain sur le site, en particulier dans l'expérimentation de nouvelles technologies spatiales.

Attention, anciennement Arveng Technologies, a développé la technologie des gants intelligents testée lors de la campagne de terrain d'été HMP-2019 de cette année. Une start-up fondée et dirigée par des étudiants de l'Université norvégienne des sciences et technologies de Trondheim, Norvège, Ntention est surtout connu pour la conception et le développement d'un gant intelligent révolutionnaire capable de contrôler des drones parmi d'autres robots par de simples gestes d'une seule main.

"Notre philosophie est de créer une technologie qui rend l'interfaçage homme-machine intuitif et transparent, " a déclaré Moina Medboe Tamuly, COO et co-fondateur de Ntention, et un participant sur le terrain au HMP-2019. "Maintenant, nous sommes ravis de voir que notre technologie a des applications potentielles dans l'exploration spatiale."

Après avoir assisté à une démonstration du gant intelligent de Ntention pour les applications terrestres, Lee a suggéré qu'il pourrait être appliqué à la combinaison spatiale d'un astronaute et a proposé de mener une étude sur le terrain du concept "Astronaut Smart Glove" au HMP. L'équipe Ntention a relevé le défi avec Tamuly en tant que lead designer d'un prototype.

"Quand j'ai vu pour la première fois le gant intelligent de Ntention en action, J'ai immédiatement pensé à la troisième loi d'Arthur C. Clarke :« Toute technologie suffisamment avancée est indiscernable de la magie, " se souvient Lee. " Une combinaison spatiale pressurisée est relativement rigide, et les mouvements de la main et des doigts rencontrent une résistance substantielle. Dans le "Gant intelligent d'astronaute, " la sensibilité des mouvements de la main est réglable et peut être réglée à un niveau élevé, ce qui signifie que la technologie pourrait être adaptable à une combinaison spatiale pressurisée rigide."

"Le gant intelligent Ntention utilise un microcontrôleur pour lire différents types de capteurs, " a expliqué Sondre Tagestad, ingénieur développement système chez Ntention et également participant terrain au HMP-2019. "Les capteurs capturent même les mouvements subtils de la main et des doigts, et transférez-les sans fil vers un appareil mobile qui contrôle le drone ou tout autre robot. » Tagestad était le responsable technique du logiciel et du matériel pour le prototype « Astronaut Smart Glove ».

Pour le test sur le terrain HMP-2019, la technologie des gants intelligents Ntention a été intégrée à une combinaison spatiale existante du concept Collins Aerospace utilisée dans les études analogiques au HMP. Depuis l'an 2000, Collins Aérospatiale, anciennement Hamilton Sundstrand puis United Technologies Aerospace Systems, a collaboré avec le NASA HMP dans la conception et le développement d'une combinaison spatiale avancée pour l'exploration future de la Lune et de Mars.

"Les astronautes ont besoin de combinaisons spatiales qui leur permettent d'interagir facilement avec leur environnement, notamment effectuer des tâches complexes et délicates, " a déclaré le Dr Greg Quinn, responsable du développement de combinaisons spatiales avancées chez Collins Aerospace. "La combinaison de prochaine génération intégrera des technologies intelligentes qui propulseront les capacités actuelles à un nouveau niveau."

Les membres de l'équipe ont évalué la technologie "Astronaut Smart Glove" au HMP-2019 à travers une série de tests sur le terrain impliquant la télé-opération de drones commerciaux. Alors que les drones sur Terre utilisent couramment des rotors pour le vol, l'absence d'une atmosphère substantielle sur la Lune signifie que les drones là-bas pourraient utiliser des propulseurs à gaz à la place. Sur Mars, où règne une atmosphère forte, bien que plus mince que celle de la Terre, les drones peuvent utiliser des rotors ou des propulseurs, en fonction de l'altitude des sites où ils voleraient.

"Les astronautes sur la Lune ou sur Mars voudront piloter des drones pour diverses raisons, " expliqua Lee. " Par exemple, pour prélever un échantillon qui est hors de portée ou qui doit être isolé de la contamination. Ou pour participer à une opération de recherche et de sauvetage. Au cours des dernières saisons chez HMP, nous avons étudié avec la NASA comment les volants robotiques pourraient aider les astronautes dans diverses tâches scientifiques et d'exploration, y compris l'arpentage, cartographie, échantillonnage, repérage, aller chercher, et inspecter."

Les tests sur le terrain au HMP-2019 ont démontré comment un astronaute en combinaison spatiale serait capable d'effectuer à lui seul plusieurs tâches scientifiques et d'exploration clés avec facilité à l'aide du gant intelligent et d'une interface de visualisation en réalité augmentée (RA). D'autres tests au HMP-2019 ont évalué quantitativement les qualités de manipulation des drones permises par l'interface de gant intelligent à l'aide de métriques de test de vol standardisées.

"Les tests de vol et d'exploitation suggèrent que le gant intelligent et l'interface homme-machine AR permettraient aux astronautes d'utiliser des drones et d'autres équipements robotiques avec facilité et précision, y compris dans une combinaison spatiale pressurisée, " a déclaré Brandon Dotson, un ingénieur aérospatial et pilote d'essai avec l'armée américaine qui a servi de sujet d'essai principal dans les essais sur le terrain HMP-2019. Dotson est également le récipiendaire de la première "HMP Apollo Fellowship" du HMP, " un nouveau prix créé à l'occasion du 50e anniversaire de l'alunissage d'Apollo 11.

L'évaluation du « Astronaut Smart Glove » pour l'exploration de la Lune et de Mars devrait se poursuivre, in particular with applications to the control of other types of robotic assets including robotic manipulators, rovers, and other planetary science and exploration systems. The promising early results obtained this summer might herald a new era in human-robot interactions and space exploration capabilities.