Les scientifiques de la NASA utilisant la technologie de réalité virtuelle redéfinissent notre compréhension du fonctionnement de notre galaxie.

En utilisant un personnalisé, Simulation de réalité virtuelle (VR) 3D qui a animé la vitesse et la direction de 4 millions d'étoiles dans le quartier local de la Voie lactée, l'astronome Marc Kuchner et la chercheuse Susan Higashio ont obtenu une nouvelle perspective sur les mouvements des étoiles, améliorer notre compréhension des groupements d'étoiles.

Les astronomes sont arrivés à des conclusions différentes sur les mêmes groupes d'étoiles en les étudiant en six dimensions à l'aide de graphiques sur papier, dit Higashio. Des groupes d'étoiles se déplaçant ensemble indiquent aux astronomes qu'elles sont nées au même moment et au même endroit, du même événement cosmique, qui peut nous aider à comprendre comment notre galaxie a évolué.

L'équipe de réalité virtuelle de Goddard, dirigé par Thomas Grubb, animé ces mêmes étoiles, révolutionner le processus de classification et rendre les regroupements plus faciles à voir, dit Higashio. Ils ont trouvé des étoiles qui peuvent avoir été classées dans les mauvais groupes ainsi que des groupes d'étoiles qui pourraient appartenir à des groupes plus importants.

Kuchner a présenté les résultats lors de la conférence annuelle de l'American Geophysical Union (AGU) début décembre 2019. Kuchner et Higashio, à la fois au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland, prévoient de publier un article sur leurs conclusions l'année prochaine, avec l'ingénieur Matthew Brandt, l'architecte de la simulation PointCloudsVR qu'ils ont utilisée.

"Plutôt que de rechercher une base de données puis une autre base de données, pourquoi ne pas voler là-bas et les regarder tous ensemble, " dit Higashio. Elle a regardé ces simulations des centaines, peut-être des milliers de fois, et a déclaré que les associations entre les groupes d'étoiles sont devenues plus intuitives à l'intérieur du cosmos artificiel trouvé dans le casque VR. L'observation des étoiles en réalité virtuelle redéfinira la compréhension des astronomes de certaines étoiles individuelles ainsi que des groupes d'étoiles.

La visualisation en 3D l'a aidée, ainsi que Kuchner, à comprendre comment le voisinage stellaire local s'est formé, ouvrant une fenêtre sur le passé, dit Kuchner. "Nous trouvons souvent des groupes de jeunes stars qui bougent ensemble, suggérant qu'ils se sont tous formés en même temps, " a déclaré Kuchner. " La pensée est qu'ils représentent un événement de formation d'étoiles. Ils ont tous été formés au même endroit en même temps et ils bougent donc ensemble. »

"Les planétariums téléchargent toutes les bases de données sur lesquelles ils peuvent mettre la main et ils emmènent les gens à travers le cosmos, " ajouta Kuchner. " Eh bien, Je ne vais pas construire un planétarium dans mon bureau, mais je peux mettre un casque et je suis là."

Réaliser une vision

La découverte a réalisé une vision pour le technologue en chef Goddard Peter Hughes, qui a vu le potentiel de la réalité virtuelle pour aider à la découverte scientifique lorsqu'il a commencé à financer le projet de réalité virtuelle de l'ingénieur Thomas Grubb il y a plus de trois ans dans le cadre du programme de recherche et développement interne (IRAD) du centre et du Center Innovation Fund de la NASA [CuttingEdge, été 2017]. "Toutes nos technologies permettent en quelque sorte l'exploration scientifique de notre univers, " dit Hughes. " Pour nous, la découverte scientifique est l'une des raisons les plus convaincantes pour développer une capacité AR/VR."

Le logiciel PointCloudsVR a été officiellement publié et open source sur le site Github de la NASA :https://github.com/nasa/PointCloudsVR

La découverte scientifique n'est pas le seul bénéficiaire du laboratoire de Grubb.

Les mondes VR et réalité augmentée (AR) peuvent aider les ingénieurs de la NASA et au-delà, dit Grubb. La réalité virtuelle place le spectateur dans un monde simulé, tandis que AR superpose des informations générées par ordinateur sur le monde réel. Depuis que les premiers casques « viables » sont arrivés sur le marché en 2016, Grubb a déclaré que son équipe a commencé à développer des solutions, comme le monde du suivi des étoiles que Kuchner et Higashio ont exploré, ainsi que des applications pratiques virtuelles pour les ingénieurs travaillant sur des missions d'exploration et d'entretien de satellites de nouvelle génération.

Applications d'ingénierie

L'équipe VR/AR de Grubb travaille maintenant à réaliser les premiers rendez-vous de réalité virtuelle intra-agence, ou revues de conception, ainsi que des missions de soutien direct. Ses clients incluent le projet Restore-L qui développe une suite d'outils, les technologies, et techniques nécessaires pour prolonger la durée de vie des satellites, la mission Wide Field Infrared Survey Telescope (WFIRST), et divers projets de science planétaire.

"Le matériel est là, le support est là, " dit Grubb. " Le logiciel est à la traîne, ainsi que des conventions sur la façon d'interagir avec le monde virtuel. Vous n'avez pas de conventions simples comme le pincement et le zoom ou comment chaque souris fonctionne de la même manière lorsque vous cliquez avec le bouton droit ou le clic gauche."

C'est là qu'intervient l'équipe de Grubb, il a dit. Pour surmonter ces problèmes d'utilisation, l'équipe a créé un cadre appelé Mixed Reality Engineering Toolkit et forme des groupes à son utilisation. MRET, qui est actuellement disponible pour les agences gouvernementales, aide à l'analyse des données scientifiques et permet une conception technique basée sur la réalité virtuelle :des conceptions pour CubeSats à l'intégration et aux tests matériels simulés pour les missions et les visualisations en orbite comme celle de Restore-L.

Pour les ingénieurs et les concepteurs de missions et d'engins spatiaux, La réalité virtuelle offre des économies de coûts dans la phase de conception/construction avant de créer des maquettes physiques, dit Grubb. "Il faut encore construire des maquettes, mais vous pouvez travailler sur de nombreuses itérations avant de passer au modèle physique, " Il a dit. " Ce n'est pas vraiment sexy pour la personne moyenne de parler de routage de câbles, mais à un ingénieur, pouvoir le faire dans un environnement virtuel et savoir de combien de câblage vous avez besoin et à quoi ressemble l'itinéraire, c'est très excitant."

Dans une maquette du vaisseau spatial Restore-L, par exemple, Grubb a montré comment la simulation VR permettrait à un ingénieur de « dessiner » un chemin de câble à travers les instruments et les composants, et le logiciel fournit la longueur de câble nécessaire pour suivre ce chemin. Des parcours d'outils à construire, réparation, et le matériel de service peut également être élaboré virtuellement, jusqu'à ce que l'outil s'adapte ou non et soit utilisable dans des espaces confinés.

En outre, L'équipe de Grubb a travaillé avec une équipe du Langley Research Center de la NASA à Hampton, Virginie, l'été dernier pour déterminer comment interagir avec les visualisations sur les réseaux de communication de la NASA. Cette année, ils prévoient de permettre aux gens de Goddard et Langley d'interagir pleinement avec la visualisation. "Nous serons dans le même environnement et lorsque nous pointons ou manipulons quelque chose dans l'environnement, ils pourront voir ça, " dit Grubb.

La science augmentée :un avenir meilleur

Pour Kuchner et Higashio, l'idée de pouvoir présenter leurs découvertes dans un monde VR partagé était passionnante. Et comme Grubb, Kuchner pense que les casques VR seront un outil scientifique plus courant à l'avenir. "Pourquoi cela ne devrait-il pas être un outil de recherche sur le bureau de chaque astrophysicien, " a-t-il dit. "Je pense que ce n'est qu'une question de temps avant que cela ne devienne banal."