Когда астронавты отправятся в длительное путешествие на Марс в недалёком будущем, связь с центром управления полётами будет невозможна на срок от нескольких дней до недель. На помощь придёт Дафна-АТ — виртуальный помощник (ВА), разработанный для того, чтобы помогать астронавтам безопасно и эффективно решать проблемы, возникающие на их космических кораблях.
Хотя Дафна-АТ пока не готова помогать нашим астронавтам по пути на Марс, исследователи из Техасского университета A&M под руководством доктора Даниэля Сельвы опубликовали статью в журнале The Journal of Aerospace Information Systems, в которой описывается способность Дафны-АТ помогать решать аномалии на космических кораблях.
«Дафна-АТ использует сочетание логики и принятия решений на основе данных, чтобы помочь астронавтам принимать обоснованные решения при возникновении проблем на космическом корабле», — сказал Сельва, доцент кафедры аэрокосмической инженерии. «ВА использует данные космического корабля в режиме реального времени для обнаружения аномалий, выдвигает гипотезы о причинах проблемы и предоставляет астронавтам информацию о том, как решить проблему».
Как работает Дафна-АТ
ВА обрабатывает поток данных в реальном времени о системах управления окружающей средой космического корабля и системах жизнеобеспечения, таких как кислород, углекислый газ и концентрации следов загрязняющих веществ, и отслеживает, находятся ли эти значения в пределах нормы. Если значения выходят за пределы нормы — например, падает концентрация кислорода, — Дафна-АТ предупредит астронавтов и предоставит им информацию для решения проблемы.
Дафна-АТ использует различные источники данных для диагностики проблем и предоставляет астронавтам оперативные процедуры для быстрого и спокойного решения проблем.
Тестирование Дафны-АТ
Для проверки эффективности Дафны-АТ исследователи сначала использовали симуляцию виртуальной реальности, чтобы воспроизвести условия Научно-исследовательского центра по изучению человека (HERA) в Космическом центре Джонсона НАСА. Все участники исследования были аспирантами Техасского университета A&M с разным уровнем знаний в области аэрокосмической инженерии и лётным опытом.
Исследователи проверили, сколько времени потребовалось участникам, чтобы устранить пять аномалий с помощью Дафны-АТ и без неё. Также исследователи проверили умственную нагрузку и ситуационную осведомлённость участников во время симуляций.
Результаты показали, что участники устраняли больше аномалий за меньшее время при использовании ВА, а общая умственная нагрузка была снижена. Ситуационная осведомлённость существенно не изменилась при использовании ВА.
Дополнительные испытания были проведены на базе HERA. В них участвовали инженеры НАСА, пилоты и другие специалисты. Восемь экипажей по четыре участника оставались в HERA на 45 дней каждый, проводя различные научные исследования. Результаты этого эксперимента отличались от лабораторных, показывая, что использование Дафны-АТ существенно не повлияло на время устранения аномалий участниками.
«Частично разница, вероятно, связана с различиями в уровне подготовки и опыте участников», — сказал Сельва. «Мы можем представить участникам лишь ограниченное количество аномалий, а у обученных профессионалов было больше времени с ВА и больше возможностей для устранения различных аномалий».
Помимо помощи астронавтам, Дафна-АТ и аналогичные ВА могут принести пользу работникам других сфер, таких как пожарные и сотрудники экстренных служб, предоставляя информацию для принятия решений и решения непредвиденных проблем.
Будущее, в котором Дафна-АТ помогает астронавтам и другим специалистам, может быть не так далеко.
Соавторами исследования являются доктор Бонни Дж. Данбар, профессор аэрокосмической инженерии и астронавт НАСА, доктор Ана Диас-Артилес, доцент кафедры аэрокосмической инженерии, и доктор Рэймонд Вонг, доцент кафедры статистики.
Предоставлено Колледжем инженерии Техасского университета A&M.