HoloLens sẽ giúp NASA khám phá sao Hỏa như thế nào?

Nội dung chính:

- Kính thực tế ảo HoloLens được sử dụng để tạo mô phỏng bề mặt sao hỏa.
- OnSight được phòng thí nghiệm Ops Lab của NASA phát triển dành riêng cho HoloLens.
- Nhờ việc có thể sử dụng máy tính trong khi đang đeo HoloLens, các nhà khoa học có thể khai thác dữ liệu thô trong MSLIC - một chương trình cung cấp dữ liệu thô gởi về từ Curiosity được tích hợp hoàn với OnSight.

---

HoloLens có thể làm cầu nối giữa những chú robot, tàu thăm dò và con người trong hoạt động thám hiểm hành tinh bằng việc mang lại tầm nhìn tăng cường thực tế thông qua một chương trình có tên OnSight.

OnSight được phòng thí nghiệm Ops Lab của NASA phát triển dành riêng cho HoloLens. Nó cho phép các khoa học khám phá một sao Hỏa ảo bằng các dữ liệu thu thập từ tàu thăm dò Curiosity . Thêm vào đó, các nhà khoa học đang ở tại những địa điểm khác nhau có thể cùng tham dự một phiên thăm dò từ xa và mỗi người sẽ hiện diện dưới dạng một avatar hình người khi sử dụng HoloLens.

Ops Lab chịu trách nhiệm phát triển các hệ thống điều khiển robot và tàu vũ trụ tại phòng thí nghiệm JPL. Việc OnSight được ứng dụng ngay từ đầu trên HoloLens khiến không ít người bất ngờ và thắc mắc. Trên thực tế, Ops Lab đã bắt đầu hợp tác với Microsoft kể từ 5 năm trước, bắt đầu từ dự án Natal của Microsoft Kinect. Quản lý dự án của Ops Lab - Jeff Norris và cha đẻ của cảm biến Kinect - Alex Kipman đã cùng nhau thảo luận về việc làm cách nào để sử dụng các công nghệ đang được phát triển bởi nhóm Kinect để điều khiển robot và tàu vũ trụ tốt hơn.

Không lâu sau đó, Kipman đã giới thiệu đến Norris phiên bản đầu tiên của thứ sau này trở thành Windows Holographic và HoloLens. Vào thời điểm đó, Norris nói ông biết rằng đây sẽ là một tiềm năng và họ bắt đầu tìm cách sử dụng công nghệ trong hoạt động khám phá không gian. Sự hợp tác này đã tạo ra OnSight - một chương trình có thể mở rộng những khả năng của nhóm các nhà khoa học đảm trách sứ mạng Curiosity.

OnSight khai thác dữ liệu và hình ảnh từ tàu thăm dò Curiosity và sử dụng HoloLens để tạo ra một căn phòng mô phỏng bề mặt sao Hỏa. Các nhà khoa học sẽ có thể bước vào không gian ảo này và di chuyển xung quanh với một cảm nhận về phối cảnh cũng như sự hiện diện như thật mà không hình ảnh 2 chiều nào có thể đáp ứng được.

Đồng thời, công nghệ sẽ cải thiện chất lượng thăm dò từ những thứ như hình dạng và bố trí đặc điểm địa chất. HoloLens cũng nhận biết được vị trí chiếc máy tính của người dùng để tách riêng ra và cho phép người dùng điều khiển trỏ chuột liền mạch giữa môi trường desktop trên máy tính và bề mặt ảo (hình trên).

Các nhà khoa học thuộc sứ mạng Curiosity sẽ tương tác chủ yếu với OnSight bằng giọng nói và cử chỉ. Mỗi nhà khoa học khi sử dụng kính HoloLens sẽ có một avatar được đồ họa hình người và sẽ có một đường kẻ đứt quãng phát ra từ avatar cho thấy vị trí họ đang nhìn vào, qua đó mang lại sự phối hợp dễ dàng hơn giữa các nhà khoa học. Nhờ việc có thể sử dụng máy tính trong khi đang đeo HoloLens, các nhà khoa học có thể khai thác dữ liệu thô trong MSLIC - một chương trình cung cấp dữ liệu thô gởi về từ Curiosity được tích hợp hoàn với OnSight.

Nhóm nghiên cứu Ops Lab cho rằng sự hiện diện của người dùng ở môi trường thật và ảo là một công cụ tối quan trọng đối với hoạt động thăm dò. Norris nói: "Những gì một nhà địa chất đang làm khi họ quan sát một quang cảnh là những gì họ đang cố gắng tìm hiểu về câu chuyện mà môi trường xung quanh muốn kể cho họ. Một trong những chương của câu chuyện này là hình dạng của môi trường - cách thức những tảng đá được sinh ra và cách thức chúng định hình thành những đường thẳng hay đường cong. Thông tin này sẽ giúp tiên đoán những gì đang xảy ra."

Norris cho biết cách đây 1 năm, nhóm Ops Lab đã thực hiện một nghiên cứu trong đó 17 nhà khoa học đã được cung cấp các hình ảnh tiêu chuẩn về quang cảnh trên sao Hỏa lấy từ thư viện MSLIC. Nhóm nghiên cứu tiến hành quan sát các hình ảnh này theo 2 cách: quan sát hình ảnh 2 chiều thông thường và quan sát hình ảnh nổi qua một chiếc kính đeo đầu. Trong cả 2 trường hợp, các nhà khoa học được yêu cầu vẽ một tấm bản đồ về hình dạng của môi trường và đánh dấu những vị trí ưa thích. Kết quả cho thấy độ chính xác về khoảng cách ước lượng tăng gấp đôi khi dùng màn hình đeo đầu đồng thời góc quan sát ước lượng cũng chính xác hơn gấp 3 lần.

Ngạc nhiên hơn, Norris cho biết các nhà khoa học đã hoàn thành thí nghiệm này với độ chính xác cao hơn hẳn mà không cần đến bất cứ khóa tập huấn thực tế ảo hay tăng cường thực tế nào. Hầu hết các nhà khoa học tham gia thí nghiệm đều thừa nhận rằng đây là lần đầu tiên họ sử dụng một thiết bị như vậy.

Trong khi nhóm đảm trách sứ mạng Curiosity đã làm việc rất tốt với các hình ảnh 2 chiều và 3 chiều về bề mặt hành tinh đỏ thì chương trình OnSight sẽ là bước tiến tiếp theo giúp họ phân tích dữ liệu. OnSight mang lại một giải pháp tốt hơn so với việc quan sát các mô hình 3D nhờ sức mạnh cảm nhận của cơ thể. Theo lý giải của Norris: "Khi đi lại trong một không gian trên Trái Đất, cơ thể của bạn biết được đó là nơi nào và đôi mắt sẽ cung cấp cho não những hình ảnh mà bạn thấy được tại vị trí đó." Sự tương tác giữa cảnh và người là nền tảng để xây dựng mô hình trí tuệ về môi trường và đây là lý do tại sao nhóm nghiên cứu Ops Lab rất phấn khích về thành quả đạt được với OnSight.

Ops Lab cũng từng phát triển giải pháp tương tác bằng kính thực tế ảo Oculus Rift. Tuy nhiên, chiếc kính này cho thấy những hạn chế nhất định đối với NASA, chẳng hạn như nó cần cắm dây để sử dụng và độ gần giữa người dùng và quang cảnh xung quanh. HoloLens trong khi đó khắc phục được các vấn đề này do đó Ops Lab đã bắt đầu tập trung phát triển OnSight dành cho HoloLens trong suốt 1 năm qua. Một bộ phận của nhóm phát triển do Norris lãnh đạo thậm chí đã chuyển đến Redmond để sống và làm việc sát cánh với nhóm phát triển HoloLens.

Mục tiêu sau cùng là thử nghiệm khả năng hoạt động thực tế của OnSight vào cuối năm nay. Ngay tuần qua, các nhà khoa học giám sát sứ mạng Curiosity đã bày tỏ sự thích thú đối với OnSight cùng HoloLens. Nhà địa chất học Fred Calef đến từ JPL nói rằng OnSight không chỉ mang lại một trải nghiệm giống như dịch chuyển tức thời mà còn giúp tiết kiệm thời gian. Trong khi đó, nhà nghiên cứu Katie Stack Morgan cho biết sự cải tiến về trải nghiệm tầm nhìn sẽ giúp nhóm nghiên cứu đưa ra các quyết định chính xác hơn cho hoạt động của tàu tự hành.

Mặc dù vậy, OnSight vẫn chưa phải là một sản phẩm hoàn chỉnh. Norris nói: "Có rất nhiều việc phải làm, không chỉ đơn thuần là đưa một khả năng mới vào hoạt động sứ mạng." Tuy nhiên, ông lạc quan cho rằng OnSight cùng HoloLens sẽ là một công cụ mới trong bộ công cụ của các nhà khám phá không gian và mở ra tầm nhìn mới cho các sứ mạng tiếp theo, từ sao Hỏa cho đến các hành tinh khác trong hệ Mặt Trời.

>> Microsoft gia nhập thế giới thực tế ảo với Hololens