Avaruusasemalle uutta huoltovarmuutta lisätystä todellisuudesta

Teknologian tutkimuskeskus VTT:n johtamassa kansainvälisessä hankkeessa kehitetiin Euroopan avaruusjärjestö ESA:n käyttöön uusi lisätyn todellisuuden (augmented reality, AR) työkalu. AR-työkalu on tulevaisuudessa astronauttien hyödynnettävissä vaativissa huolto-olosuhteissa ja laitteiden reaaliaikaisen tilan seurannassa avaruudessa. Ensimmäiset käytännön testit on tehty ESA:n astronauttikoulutuskeskuksessa ja tulokset ovat erinomaisia.

VTT:n vetämässä kaksivuotisessa ESA:n EdcAR-hankkeessa kehitettiin ratkaisu jo kymmenen vuoden ajan askarruttaneeseen työn opastukseen ja huoltohaasteeseen. Avaruudessa työtehtävät ja laitteiden huoltotoiminnat ovat kriittisiä, ja niiden on onnistuttava virheettömästi ja oikea-aikaisesti. Valmistautuminen edellyttää vaativaa harjoittelua, joka on sovitettava yhteen useiden eri asiantuntijoiden kesken. Astronauttien aika on äärimmäisen arvokasta, joten on tärkeää, että työtehtävien ja huolto-ohjeistusten on tällöin toimittava yksiselitteisesti.

Kohta kohdalta ja näkymätön näkyväksi 

Hankkeessa kehitettiin uusi AR-järjestelmä, joka erityisesti tukee ja tehostaa manuaalisten työtehtävien suorittamisessa avaruusasemalla. Tulevaisuudessa järjestelmän käyttö vähentää inhimillisiä erehdyksiä, nopeuttaa työtehtäviä ja selkeyttää ohjeistusta. Paras etu on, että huoltokohde paikallistetaan reaaliaikaisesti ja astronautti saa AR-lasien välittämän yksiselitteisen ja havainnollisen tiedon oikea-aikaisesti. Järjestelmä tuo astronautin AR-laseille yksityiskohtaiset visuaaliset ohjeet opastaen kohta kohdalta tarvittavat toimenpiteet oikeassa järjestyksessä, esimerkiksi paina tätä nappia nyt ja käännä seuraavaksi B-vipua.

Lisäksi näkymätön on tehty näkyväksi.  Avaruusaseman laitteiden ja järjestelmien näkymätöntä tilaa eli telemetria tietoa, kuten diagnostiikka vikatilanteista, viimeisimmästä huollosta, käyttöiästä, säteilystä, paineesta tai lämpötilasta, päästään seuraamaan näkyvästi niin avaruudesta kuin maasta. Tieto tästä välittyy AR-laseille.

"Kehittämämme AR-järjestelmä toimii Microsoft HoloLensillä. Tämä tukee nyt aivan uudella tavalla astronauttien työtehtäviä ja näyttää IoT (Internet-of-Things) -rajapinnan kautta tärkeitä telemetria-tietoja, kertoo hankkeen projektipäällikkö Kaj Helin VTT:ltä.

"Tulokset ovat hyvin vaikuttavia ja panostamme ehdottomasti EdcAR-hankkeen jatkomahdollisuuksiin", painottaa David Martinez Oliveira, Technical Officer, ESA:lta.

Uutta AR-järjestelmää on nyt testattu ensimmäisiä kertoja käytännössä ESA:n maassa sijaitsevassa astronauttikoulutuskeskuksessa EAC:n (The European Astronaut Centre), Columbus-tutkimuslaboratoriossa, joka sijaitsee Kölnissä, Saksassa. Näihin testeihin osallistui myös kokenut astronautti. Columbus-mock-up on osa kansainvälistä avaruusasema ISS:ää (International Space Station). 

Kehitettyä menetelmää voivat hyödyntää useat alat, kuten lentokoneteollisuus, koneen rakennus, laivat, kaivoskoneet ja voimalaitokset.

Kaksivuotisen hankkeen rahoitti ESA. Tutkimustyöhön osallistuivat Teknologian tutkimuskeskus VTT, Suomesta, Thales Alenia Space, Italiasta ja Ranskasta sekä ICCS (Institute of Communications and Computer Systems) Kreikasta.