國(guó)際空間站首次使用“全息傳輸”為遠(yuǎn)程交互提供新方案

人在地球，真實(shí)的全息畫面卻出現(xiàn)在國(guó)際空間站，這是怎么實(shí)現(xiàn)的呢？

2021年10月，身處地球的美國(guó)國(guó)家航空航天局飛行外科醫(yī)生約瑟夫·施密德博士團(tuán)隊(duì)通過一種新型的3D捕捉技術(shù)，首次以“全息傳輸”的方式實(shí)現(xiàn)了與國(guó)際太空站宇航員的鏈接。

這種新技術(shù)名為“Holoportation ”，通過該技術(shù)可以在同一時(shí)間、世界不同地域?qū)崿F(xiàn)重建、數(shù)字壓縮和傳輸高精度的人3D模型。簡(jiǎn)單來理解這種技術(shù)，是將“全息畫面”和“實(shí)時(shí)傳輸”合二為一。

該技術(shù)在2016年由微軟提出并開發(fā)使用，與微軟開發(fā)的HoloLens等混合現(xiàn)實(shí)顯示器一同使用時(shí)，基于該技術(shù)用戶可以通過3D形式看到、聽到并與遠(yuǎn)程參與者進(jìn)行實(shí)時(shí)交互，其實(shí)際效果和真實(shí)存在于同樣的物理空間相同。該技術(shù)為遠(yuǎn)程用戶的交互提供新的方案，使遠(yuǎn)程交互達(dá)到與真實(shí)的面對(duì)面交流接近或相同的效果。

在國(guó)際空間站執(zhí)行任務(wù)的歐洲航天局宇航員托馬斯·佩斯奎特實(shí)現(xiàn)了與兩位伙伴的雙向?qū)υ挘麄兎謩e是美國(guó)國(guó)家航空航天局飛行外科醫(yī)生約瑟夫·施密德以及AEXA Aerospace公司的首席執(zhí)行官費(fèi)爾南多·德拉佩尼亞·利亞卡。即便3人相距甚遠(yuǎn)，他們?cè)贖oloportation的幫助下還進(jìn)行了握手互動(dòng)。

本次Holoportation得以在太空和地球間實(shí)現(xiàn)雙向、實(shí)時(shí)的全息傳輸，主要通過使用微軟的Hololens Kinect相機(jī)和帶AEXA Aerospace公司定制軟件的個(gè)人電腦。

這種技術(shù)同之前的遠(yuǎn)程交互方式有所不同。施密德表示，“它是一種全新的人類探索方式，人類的實(shí)體能夠離開地球。我們的身體不在那里，但我們的人類實(shí)體絕對(duì)在那里。”

他補(bǔ)充說道： “ 國(guó)際空間站以2.8萬公里/小時(shí)的速度行駛并在距地球400公里的軌道上持續(xù)運(yùn)動(dòng)，宇航員可以在三分鐘或三周后返回，并且隨著系統(tǒng)的運(yùn)行，我們的現(xiàn)場(chǎng)直播在空間站上出現(xiàn)。”

無論是遠(yuǎn)程的工作溝通、遠(yuǎn)程醫(yī)療還是與家人的實(shí)時(shí)聯(lián)系，即時(shí)的溝通都十分重要。因此，無論宇航員在哪里探索，他們都需要與地球、任務(wù)控制中心保持連接。

在遠(yuǎn)程教育或遠(yuǎn)程醫(yī)療領(lǐng)域， 即便不處于同一空間，但Holoportation讓一切具備真實(shí)的感覺。美國(guó)國(guó)家航空航天局在一份聲明中說：“我們將把它用于我們的私人醫(yī)療會(huì)議、私人精神病學(xué)會(huì)議、私人家庭會(huì)議，并將貴賓帶到空間站與宇航員一起參觀。”

施密德舉例說道： “ 我們將增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與觸覺相結(jié)合。您可以一起使用該設(shè)備，就像兩位最出色的外科醫(yī)生在手術(shù)中工作一樣。這會(huì)讓每個(gè)人都放心，因?yàn)樗麄冎雷詈玫膱F(tuán)隊(duì)正在一起開發(fā)關(guān)鍵的工作。”

與目前在人們?nèi)粘Ｊ褂玫囊曨l會(huì)議或?qū)崟r(shí)通話相比，這種全息傳輸會(huì)帶來一種“身臨其境”的真實(shí)感，交互效果顯著。不僅可以緩解因空間不同可能帶來的信號(hào)延遲的問題，還能解決信號(hào)傳輸?shù)木窒扌浴?/p>

例如在火星任務(wù)計(jì)劃中，現(xiàn)實(shí)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)之一是火星與地球間通信傳輸?shù)难舆t問題。在過去的通信途徑中，人們嘗試使用無線電傳輸、視頻流、全息傳輸?shù)龋牵@些方式面臨的共同問題是， 僅單程就會(huì)出現(xiàn)20分鐘的延遲。

美國(guó)國(guó)家航空航天局認(rèn)為，這種全息傳輸方式可在日后多場(chǎng)景中更廣泛地應(yīng)用。

美國(guó)國(guó)家航空航天局希望通過Holoportation實(shí)現(xiàn)雙向通信，也就是說，在把地球上的人全息傳送至太空的同時(shí)，以同樣的形式將宇航員也傳輸回地球。

美國(guó)國(guó)家航空航天局還計(jì)劃把全息傳輸和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)融合，使該系統(tǒng)更加廣泛地應(yīng)用，這將使虛擬的全息技術(shù)，以更加趨近于真實(shí)存在的方式呈現(xiàn)。

在該技術(shù)開發(fā)的初期階段，微軟以解決現(xiàn)有的廣告、地面醫(yī)院護(hù)理和教育等行業(yè)的遠(yuǎn)程交互問題為目的，隨后致力于該技術(shù)的擴(kuò)展與升級(jí)。這次，美國(guó)國(guó)家航空航天局將該技術(shù)的應(yīng)用提升到了一個(gè)新的高度，首次將人類用全新的虛擬技術(shù)、以搭乘火箭之外的方式讓人類“實(shí)體”離開地球到太空。

Holoportation有利于未來太空旅行的發(fā)展，有了全息運(yùn)輸，人們?cè)谔找材軐?shí)時(shí)高質(zhì)量、實(shí)時(shí)的通信。當(dāng)然，Holoportation在太空的應(yīng)用只是其應(yīng)用場(chǎng)景之一，目前，該技術(shù)在地球上也有直接的應(yīng)用。

通過全息傳輸技術(shù)，能不再受地域或環(huán)境限制，將人們“真實(shí)”地聚集在一起。例如，在南極洲、海上石油鉆井平臺(tái)、軍事行動(dòng)區(qū)等極端環(huán)境， 助力人們實(shí)現(xiàn)高效、實(shí)時(shí)地交流。2A6D48F3-B6E9-4858-A24A-77A9CE883EA3