Interface[s] Montréal

Immersion et virtualité

Yves Gonthier

Agence spatiale canadienne

Un simulateur temps-réel pour la reconstruction d’images mentales 3D à bord de la station spatiale internationale

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Un simulateur temps-réel pour la reconstruction d’images mentales 3D à bord de la station spatiale internationale
Les opérations de véhicules spatials autonomes et non-autonomes, de leurs systèmes d’amarrage et de leurs systèmes robotiques requièrent une formation poussée pour les équipages, à la fois au sol et dans l’espace. Plusieurs facteurs psychologiques et physiologiques affectent les performances du personnel à bord. Les habilités des opérateurs diminuent avec le temps et il devient nécessaire d'étudier combien et à quelle fréquence l'équipage doit être entraîné à nouveau. À cet effet, une nouvelle expérience a été conçue, dont le but est d'étudier les capacités de reconstruction d’images mentales 3D pour des tâches impliquant l’opération de tous les composants robotisés du système d’entretien mobile de la station spatiale internationale. Le but à long terme de ces recherches est de recueillir des données pour étudier la dégradation des compétences des opérateurs et le rétablissement de leurs habiletés psychomotrices et cognitives. Ces données seront analysées pour aider à définir des métriques qui pourraient être utilisées pour évaluer le niveau de compétence d’un opérateur pour exécuter des tâches complexes.

Pour étudier la dégradation des performances et le rétablissement d’habileté, un simulateur très efficace est requis pour que la simulation s’exécute en temps réel sur le matériel informatique disponible à bord de la station spatiale internationale, de façon à pouvoir mesurer les réactions rapides de l’opérateur. Dans ce projet, le défi est la simulation en temps réel des manipulateurs robotiques Canadarm2 et Dextre et de leur environnement de travail en utilisant un seul ordinateur portable, en particulier un P4 1.8Ghz IBM ThinkPad. Le simulateur utilise sur la technologie de modélisation de SGDL pour produire des images hautement réalistes. Pour le rendu graphique, les modèles SGDL sont remplacés par un modèle polygonal plus approximatif. Cela réduit le travail au minimum pour le CPU et optimise la fréquence de rafraîchissement des images par l’utilisation de la carte graphique. En même temps, un algorithme de détection de collision basé sur les modèles SGDL exacts est utilisé pour vérifier si une collision se produit.

Il est prévu que cette expérience sera envoyée sur la station spatiale internationale en avril 2006.

Le simulateur SMP s’exécute sur un ThinkPad A31P et offre les trois mêmes points de vue de caméra à l’opérateur que le vrai système. Une interface usager permet d’opérer les systèmes robotiques.

Yves Gonthier est ingénieur à l'Agence spatiale canadienne à Longueuil. Étudiant au doctorat à temps partiel à l’université de Waterloo (Ontario), il travaille en collaboration avec le Prof. John McPhee et le Dr. Jean-Claude Piedbœuf de l’Agence spatiale canadienne.