UH Moment: 月と火星の宇宙建築の基準を引き上げる複合現実

「シミュレーションのリアリズムは非常に圧倒的です。とても快適で、本物のように感じました。」

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ヒューストン大学の建築棟の 3 階、オルガ・バノーヴァの宇宙建築研究室内で、パオロ・マンギリはクレーンに吊り下げられたハーネスに縛り付けられ、無重力状態をシミュレートしながら地上約 2 フィートの高さでホバリングしています。 それは、宇宙空間や月、さらには火星の宇宙飛行士が経験するようなものです。 研究助手もそのための服装をしており、船外活動用の宇宙服のモックアップと複合現実（MR）ゴーグルを着用している。 彼と研究者仲間のヴィットリオ・ネッティがこのスーツを製作した。

マンギリはクレーンで吊り下げられている間、疑似仮想現実 (VR) 環境で仮想船外活動を行うことができます。 彼が再び地面に足を下ろすと、シミュレートされた環境が変わり、ゴーグルを通して、すでに着陸した探査機のある火星の広大な風景と、いつか宇宙飛行士が故郷と呼べる生息地が見える。 その後、さまざまな部品をいじったり修理したりして、それらが安全であることを確認します。 グループが研究している内容に応じて、彼は月にいるか、拡張現実（XR）を介して国際宇宙ステーションに飛び込むことさえあるかもしれません。

ここには比喩はありませんが、現実となると、たくさんあります。 Bannova ラボは、MR、VR、拡張現実 (AR) を含む大きなグループを持つ XR ラボです。

XR で重要なのは現実感です。 物理世界とデジタル世界を融合し、自然で直感的な 3D 人間、コンピューター、環境の相互作用を組み合わせます。 Instagram や Snapchat のフィルター、あるいは仮想眼鏡フィッティング アプリケーションを使用したことがある人なら、複合現実を使用したことがあります。 それは基本的にあなたをコンピューターの世界に導きます。

「どんな環境も仮想現実で再現できます。私は宇宙から地球を見たことがあります。シミュレーションのリアリズムが圧倒的なので、それは実際にかなりの感覚でした。素晴らしく、本物のように感じられました。」とマンギリ氏は言いました。

Bannova ラボでは、XR を使用して複合現実を空間構造の設計に統合し、設計者にとって空間設計をよりインタラクティブで共感できるものにしています。

「人間とシステムの統合の最適化は、有人宇宙ミッションのハードウェア設計プロセスの基本的なタスクである」とバノバ氏は米国土木学会の図書館で報告しており、この記事はボーイング社が2020年から2021年に実施した研究の結果であり、 「現在使用されている設計手法では、イノベーションが数十年にわたって停滞している。標準的な手法では、コンピューター シミュレーションや忠実度の高いモックアップが使用されている。このようなアプローチには、高いコストと長い実装時間がかかる。」

バノバは彼女のことを知っています。 彼女は、ヒューストン大学の笹川国際宇宙建築センター (SICSA) とその MS-Space Architecture プログラム (世界で唯一) のディレクターを務めています。 そして、ほとんどの人は宇宙に飛んだり、月に行ったりすることを夢見ていますが、バノバは、そこに着いたらどこで寝るか、どの車を運転して連れて行ってくれるかを夢見ています。 彼女の生徒たちはこれらすべてにバーチャルで取り組んでいます。

「これらのテクノロジーは、資産の物理的なプロトタイピングへの依存を軽減し、設計プロセスの最適化に役立ち、研究開発時間を大幅に短縮し、より高いレベルの没入感を提供するために活用されるべきです」とBannova氏は述べています。 「しかし、これらの新興技術を効果的に利用し、宇宙ハードウェア開発に応用する方法については、一般的な理解にギャップがあります。」

バンノバ研究室に隙間があるようには見えません。

提案された方法論は、ボーイング社の後援による月面構造の 6 か月にわたる調査および設計研究中に開発されました。 XR ラボの責任者である Netti は、SICSA の教員と学生によって行われた作業を主導しました。 この研究では、考えられる地表運用シナリオ、評価方法論の開発、月面探査機と月面小規模居住地の概念設計のための地表分析を含む設計プロセスを定義することを目指しました。

偶然にも、ここ数年、宇宙産業が人間を参加させる新しい評価技術の実装に苦戦している間に、商用イマーシブ技術の開発が急増し、さらには手頃な価格になりました。

ネッティは 2 年以上かけて、XR セットアップを収容する「ケージ」と呼ばれるものを設計し、構築しました。 NASAの洞窟に少しひねりを加えたものに似ています。

「グリーン スクリーンを使用すると、空間にカメラを設置できます。スクリーンを見てカメラの視点を見ると、仮想現実環境内で操作を行っている人が見えます」と、このサービスを運営するネッティ氏は述べています。マンギリがぶら下がっているときに表示します。

火星着陸までにやるべきことはたくさんあります。 ハードウェアをテストし、月面探査機を配備する必要があります。 Bannova の学生たちがすべてに取り組んでいます。 今後の課題には、月面と火星の両方の表面用に設計されたさまざまなタイプの生息地を使用して、提案されたシステムの実証とテストが含まれます。

「ボーイング社に対する現在の研究は、月の部分重力環境とは異なる微小重力環境での設計のテストに適用する方法論を拡張することです」とバノバ氏は述べた。 微小重力は、無重力または国際宇宙ステーション内に存在する状態と呼ばれることもあります。

簡単なテストのようです。 バンノバの生徒たちはすでにそこに浮かんでいます。