科学普及：NASA与微软联合开发火星车

　　昨日，有国外媒体报道称，美国航空航天局和微软联手为公众在地球上提供旅游火星的机会，即使用混合现实技术开发火星车，并且预计该火星探测车将于2020年投入使用。

　　目前，在位于美国洛杉矶帕萨迪纳的喷气推进实验室里，工程师佩戴微软的HoloLens设备模拟开发火星探测车。当戴上设备后，眼前就会出现一辆栩栩如生的火星探测车。当HoloLens使用者凑近观察，火星探测车铂金灰色的外壳就会消失，呈现在眼前的是火星车一排排整齐的内部零件。再进一步接近，就会穿透火星车看到下面的地板。

　　据悉，该混合现实项目分为两个部分，为开发新一代火星探测车提供更多途径。其中一个应用名为ProtoSpace，工程师使用微软的增强现实设备HoloLens对新一代火车探测车的虚拟化3D模型进行设计更改，从中找出可能影响执行任务的内部潜在问题。

　　另一个应用名为Onsight，工程师使用微软设备勘测关于火星表面的全息地形。戴上HoloLens后，眼前视景会转化成火星表面，可近距离观察表面岩石、裂缝以及陨石坑。

　　混合现实技术的使用，降低了机械组合开发的复杂程度，也使得科学家对空间探索有更多的体验感。喷气推进实验室负责人杰夫·诺里斯（Jeff Norris）表示，“混合现实技术将开发过程以及火星环境的数据直观展现给我们，这种方式更为便捷，也更为自然。这种方法不仅简化了开发过程，也让我们对太空探索环境有深入的了解。”

　　在帕萨迪纳的实验室里，ProtoSpace为工程师参与航天器的设计提供了新的形式。其实质上是关于计算机辅助设计（CAD）的全息模型。包括机器内部的所有零部件都可以被展示在工程师面前。与电脑屏幕上的CAD模型不同，混合现实技术可以为工程师带来关于火星车模型的全方位立体复制品。

　　诺里斯指出，“直观感受模型尺寸、形状以及探测车内部的零部件排列，对于工程师进行设计开发非常重要。他们需要对全尺寸模型进行深入观察，以确定内部每一个零部件的大小尺寸是否合适，而混合现实技术恰恰为他们提供了合适的全息模型。”

　　这种新的设计方式使得工程师可以把控火星车设计中的每一个关键点。ProtoSpace首席软件工程师马修·克劳森（Matthew Clausen）指出，“全息模型可以帮助工程师观察机械的内部空间，发现在现实中不可能发现的问题。”譬如在组装过程中，工程师可以通过全息模型观察内部的各个零部件是否能够到位，以避免在实际组装过程中的重复返工。

　　火星探测车的设计是相当复杂的协作过程。诺里斯指出，“采用混合现实技术有助于规划设计时间，避免不必要的返工，从而节约时间。”

　　目前，混合现实在设计上的应用是一种创新。但其也面临着不少挑战。譬如在电脑上进行CAD设计时，设计人员可以对模型进行旋转、放大，或是缩小。但对于全息模型目前还无法实现。克劳森指出，“若全息模型能够旋转，那确实是颠覆性的技术。一种新的工作模式往往有趣，且充满挑战。当你解决一个问题时，就会有新的问题产生。”

　　混合现实技术虽然乐意说是设计上的一种创新，但是它面对的挑战也越多，如果混合现实技术能够如期开发火星车，那么也算是技术上的一种新突破，还能让大家有机会看到火星面貌，值得期待。