科學普及：NASA與微軟聯(lián)合開發(fā)火星車

　　昨日，有國外媒體報道稱，美國航空航天局和微軟聯(lián)手為公眾在地球上提供旅游火星的機會，即使用混合現(xiàn)實技術(shù)開發(fā)火星車，并且預計該火星探測車將于2020年投入使用。

　　目前，在位于美國洛杉磯帕薩迪納的噴氣推進實驗室里，工程師佩戴微軟的HoloLens設備模擬開發(fā)火星探測車。當戴上設備后，眼前就會出現(xiàn)一輛栩栩如生的火星探測車。當HoloLens使用者湊近觀察，火星探測車鉑金灰色的外殼就會消失，呈現(xiàn)在眼前的是火星車一排排整齊的內(nèi)部零件。再進一步接近，就會穿透火星車看到下面的地板。

　　據(jù)悉，該混合現(xiàn)實項目分為兩個部分，為開發(fā)新一代火星探測車提供更多途徑。其中一個應用名為ProtoSpace，工程師使用微軟的增強現(xiàn)實設備HoloLens對新一代火車探測車的虛擬化3D模型進行設計更改，從中找出可能影響執(zhí)行任務的內(nèi)部潛在問題。

　　另一個應用名為Onsight，工程師使用微軟設備勘測關(guān)于火星表面的全息地形。戴上HoloLens后，眼前視景會轉(zhuǎn)化成火星表面，可近距離觀察表面巖石、裂縫以及隕石坑。

　　混合現(xiàn)實技術(shù)的使用，降低了機械組合開發(fā)的復雜程度，也使得科學家對空間探索有更多的體驗感。噴氣推進實驗室負責人杰夫·諾里斯（Jeff Norris）表示，“混合現(xiàn)實技術(shù)將開發(fā)過程以及火星環(huán)境的數(shù)據(jù)直觀展現(xiàn)給我們，這種方式更為便捷，也更為自然。這種方法不僅簡化了開發(fā)過程，也讓我們對太空探索環(huán)境有深入的了解。”

　　在帕薩迪納的實驗室里，ProtoSpace為工程師參與航天器的設計提供了新的形式。其實質(zhì)上是關(guān)于計算機輔助設計（CAD）的全息模型。包括機器內(nèi)部的所有零部件都可以被展示在工程師面前。與電腦屏幕上的CAD模型不同，混合現(xiàn)實技術(shù)可以為工程師帶來關(guān)于火星車模型的全方位立體復制品。

　　諾里斯指出，“直觀感受模型尺寸、形狀以及探測車內(nèi)部的零部件排列，對于工程師進行設計開發(fā)非常重要。他們需要對全尺寸模型進行深入觀察，以確定內(nèi)部每一個零部件的大小尺寸是否合適，而混合現(xiàn)實技術(shù)恰恰為他們提供了合適的全息模型。”

　　這種新的設計方式使得工程師可以把控火星車設計中的每一個關(guān)鍵點。ProtoSpace首席軟件工程師馬修·克勞森（Matthew Clausen）指出，“全息模型可以幫助工程師觀察機械的內(nèi)部空間，發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)實中不可能發(fā)現(xiàn)的問題。”譬如在組裝過程中，工程師可以通過全息模型觀察內(nèi)部的各個零部件是否能夠到位，以避免在實際組裝過程中的重復返工。

　　火星探測車的設計是相當復雜的協(xié)作過程。諾里斯指出，“采用混合現(xiàn)實技術(shù)有助于規(guī)劃設計時間，避免不必要的返工，從而節(jié)約時間。”

　　目前，混合現(xiàn)實在設計上的應用是一種創(chuàng)新。但其也面臨著不少挑戰(zhàn)。譬如在電腦上進行CAD設計時，設計人員可以對模型進行旋轉(zhuǎn)、放大，或是縮小。但對于全息模型目前還無法實現(xiàn)�？藙谏�指出，“若全息模型能夠旋轉(zhuǎn)，那確實是顛覆性的技術(shù)。一種新的工作模式往往有趣，且充滿挑戰(zhàn)。當你解決一個問題時，就會有新的問題產(chǎn)生。”

　　混合現(xiàn)實技術(shù)雖然樂意說是設計上的一種創(chuàng)新，但是它面對的挑戰(zhàn)也越多，如果混合現(xiàn)實技術(shù)能夠如期開發(fā)火星車，那么也算是技術(shù)上的一種新突破，還能讓大家有機會看到火星面貌，值得期待。