Banebrydende astronauthandske til at udforske månen og Mars

NTNU-studerende har udviklet en smart handske til astronauter, som kan bruges, mens de udforsker andre planeter. NASA-partnere gennemførte for nylig succesfulde test af handsken på Haughton Mars Project-forskningsstationen.

Opstartsvirksomheden Ntention, med NTNU rødder, har udviklet designet og teknologien bag en smart handske til astronauter. Forretningspartnerne beskriver den smarte handske som banebrydende for fremtidens menneskelige udforskning af månen, Mars - og muligvis endda andre planeter.

NASA planlægger at vende tilbage til månen i 2024 med Artemis-programmet, og derefter sende astronauter til Mars. Som et resultat af opstartens projekt med NASA, astronauter kan blive udstyret med norsk-udviklede smarte handsker fra Ntention.

Menneske-maskine interface-teknologien bag handsken gør det muligt at kommunikere med maskiner via kroppen. Handsken gør det muligt for astronauter at styre droner eller andre robotter ved hjælp af simple håndbevægelser.

Virksomheden Ntention består i dag af 13 NTNU studerende, hovedsageligt fra industriel økonomi, kybernetik og robotteknologi, samt industrielt design.

Mars på Jorden

NASA Haughton-Mars Project testede for nylig elevernes smarte handsker. Mars Institute og SETI Institute rapporterer i en pressemeddelelse, at testen var vellykket.

NASA Haughton-Mars Project (HMP) er et forskningsanlæg beliggende på verdens største ubeboede ø, Devon Island i Arktis. Stedet kaldes ofte Mars på Jorden på grund af dets barske arktiske klima, og fordi det er et af de mest Mars-lignende steder på Jorden.

Gennem sin 23-årige historie, NASA HMP har ydet adskillige bidrag til fremskridt inden for rumforskning, især i at teste nye teknologier til rummet. Devon Islands barske terræn, kolde temperaturer og isolation giver unikke forskningsmuligheder - og udfordringer, som du ville løbe ind i på en langdistance rummission.

Handske giver astronauter god fingerfærdighed

En astronaut i rummet opererer i en rumdragt, der er relativt stiv og urokkelig under pres. Med andre ord, finmotoriske aktiviteter er ikke specielt nemme i en rumdragt. Hånd- og fingerbevægelser møder betydelig modstand, gør det svært for astronauter at udføre opgaver som at kontrollere robotter og indsamle prøver.

"En smart handske-udstyret rumdragt kunne være en løsning, " siger Dr. Pascal Lee i pressemeddelelsen. Han er rumforsker ved Mars Institute og direktør for NASA Haughton-Mars Project.

Problemfri funktion mellem mennesker og maskiner

I "Astronaut Smart Glove, " Følsomheden af ​​håndbevægelser er justerbar og kan indstilles højt.

"Vores filosofi er at skabe teknologi, der gør grænsefladen mellem menneske og maskine intuitiv og problemfri. Med denne handske, astronauten kan nemt styre en række robotter, at gøre forskning og udforskning af andre planeter mere effektiv, " siger NTNU-studerende Moina Medbøe Tamuly, medstifter og co-CEO af Ntention.

Han deltog i felten denne sommer under handsketesten på Devon Island.

"Nu, vi er glade for at se, at vores teknologi har potentielle anvendelser til rumudforskning, " siger Tamuly.

Hvad gør handsken så banebrydende?

"Den smarte handske bruger en mikrocontroller til at aflæse forskellige slags sensorer, " siger NTNU-studerende Sondre Tagestad. Han er systemudviklingsingeniør hos Ntention og var feltdeltager på teststationen på Devon Island, hvor han var teknisk leder for hardware og software i prototypen "Astronaut Smart Glove."

"Sensorerne fanger selv subtile bevægelser af hånden og fingrene og overfører dem trådløst til en mobilenhed, der styrer dronen eller enhver anden robot.

Næste generations rumdragter

"Astronauter har brug for rumdragter, der gør det nemt for dem at interagere med deres omgivelser, herunder at udføre komplekse og delikate opgaver, " siger Dr. Greg Quinn, Advanced Spacesuit Development Lead hos Collins Aerospace, som samarbejder med NASA om udviklingen af ​​fremtidige rumdragter.

Devon Islands testhold evaluerede "Astronaut Smart Glove"-teknologien gennem en række feltforsøg, der involverede fjernbetjening af drone.

Astronauter på Månen eller Mars kunne bruge droner til kortlægning, at indsamle prøver, der er uden for rækkevidde af astronauterne, eller at hjælpe med eftersøgnings- og redningsaktioner.

Feltforsøgene viste, hvordan en astronaut i en rumdragt nemt kunne udføre adskillige vigtige forskningsopgaver ved hjælp af den smarte handske og en augmented reality (AR) visualiseringsgrænseflade.

Intens studerende iværksættermiljø

De studerende bag Ntention bruger deres dage på Gründerbrakka på Gløshaugen campus i Trondheim – når de ikke er på arbejdsrejser rundt i verden, i forelæsninger eller studier. Imidlertid, ifølge Tamuly, han bruger det meste af sin tid på at udvikle virksomheden og teknologien.

Gründerbrakka er NTNUs relativt nye arbejdsplads for studerende iværksættere. Her er energien ung, ambitiøs, legende og intens, og her skabes fremtidens innovationer.

Gründerbrakka huser over 50 studerende iværksættere i ni nystartede virksomheder, og det letter overgangen fra studerende til fuldtidsiværksætter.

"Det er på grund af økosystemet omkring innovation på NTNU og i Oslo, at vi er nået så langt, som vi er. At være i stand til at forbinde med de rigtige mennesker er afgørende, " siger Tamuly.

Indgang til øverste niveau

Handsketeknologi-start-up-virksomheden blev etableret af Magnus Arveng i 2016. I dag, 12 NTNU-studerende og en tidligere studerende arbejder på videreudvikling.

Hvordan i alverden fangede elevholdet øjnene af det førende internationale rumforskningssamfund?

"Det, vi arbejder på, er så visionært, at det er essentielt for os at opbygge solide netværk. Derfor deltager vi i en række konferencer. På sidste års Energy Valley-konference på Fornebu, vi skal pitche vores projekt og have et bord der; de ville have noget ungt blod, " siger Tamuly.

Pascal Lee, direktør for NASA Haughton-Mars Project, holdt et foredrag på konferencen, og da Lee lærte, hvad eleverne arbejdede med, det var et øjeblikkeligt match mellem Lee og eleverne.

Pludselig, holdet havde mulighed for at teste deres astronauthandske med nogle af de førende internationale rumforskere.

Det tog syv måneders hårdt arbejde, før de kunne bringe deres forbedrede og tilpassede handsketeknologi til Devon Island sidste sommer.

"At få lov til at være en del af Devon Island-testen var helt magisk. Ikke nok med det, vi fik endda lov til at døbe vores egen "Ntention Hill, '" siger Tamuly.

Maskiner, der forstår mennesker

"Vi kalder dette den fremtidige interaktion mellem mennesker og maskiner, " siger Frank Øygard. Han arbejder med produkt- og udviklingsstrategi i Ntention.

"Vi arbejder på at udvikle teknologi, der lader maskiner forstå mennesker, i stedet for at mennesker kan bruge og forstå, hvordan maskiner fungerer, siger Øygard.

Mange forskere har arbejdet på denne idé i et stykke tid, men ifølge holdet, det har været svært at opnå dette på en effektiv måde.

"Teknologien har manglet et vigtigt led, og vi bygger forbindelsen mellem computere og mennesker, " siger Tamuly.

For at opnå dette, Ntention skaber smart software, der analyserer folks handlinger og bevægelser og derefter oversætter dem, så maskinen kan fortolke informationen.

Muligt paradigmeskifte

"Vi tror på, at den teknologi, vi er ved at udvikle, kan repræsentere et paradigmeskift. Vores system er meget mere intuitivt end den stive controller, der bruges i mange sammenhænge. Vi er i stand til at inkorporere flere sensorer og flere data i vores handsketeknologi og skala det hele op, så handsken bliver en finjusteret controller, siger Fran Øygard.

"Over tid, vi kan inkludere andre typer sensorer og bygge interaktionssystemer, der kan håndtere stadig mere komplekse opgaver, " tilføjer han.

Grundlæggerne siger, at teknologien kan bruges i mange sammenhænge, ikke kun til rumapplikationer. Byggebranchen er et eksempel på et andet felt, det kan vise sig nyttigt til.

I dette område, Ntention har arbejdet tæt sammen med Norconsult, hvor de har erstattet konventionelle VR-controllere med handsker. Disse handsker giver brugeren mulighed for at interagere med byggemodeller i VR på en mere intuitiv måde. Du kan røre ved vægge eller søjler og få live-data om bygningen, som hvilke materialer der blev brugt, for eksempel.

"Rent faktisk, teknologien kan bruges i alle brancher, der bruger VR og AR, siger Øygard.