用著和我一樣的設(shè)備 NASA科學(xué)家們在家操控火星探測器

　　同樣是遠(yuǎn)程辦公那些事兒、那點(diǎn)設(shè)備，我們是在家線上溝通寫代碼，NASA 的科學(xué)家們卻是在家操控 1.25 億英里之外的火星探測器。

　　1、NASA 科學(xué)家們在家里操控火星探測器

　　受新冠病毒蔓延與居家隔離令影響，位于加利福尼亞州的指揮中心已經(jīng)關(guān)停。但 NASA 噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的團(tuán)隊(duì)并沒有松懈下來，他們開始在家中遠(yuǎn)程操縱遠(yuǎn)在 1.25 億英里之外的好奇號火星探測器執(zhí)行各類日常任務(wù)。

　　NASA 團(tuán)隊(duì)成員以往是在同一間辦公室里共享屏幕、圖像與數(shù)據(jù)的，但疫情將他們困在家中，目前只能通過在線服務(wù)與聊天頻道保持聯(lián)絡(luò)。

　　幾周前，NASA 團(tuán)隊(duì)就預(yù)料到可能需要完全依賴遠(yuǎn)程方式處理日常工作了，這促使他們在 3 月初就開始規(guī)劃科研人員的在家辦公事宜。

　　耳機(jī)、顯示器以及其他設(shè)備全部采用無接觸交付方式被陸續(xù)送到 NASA 科研人員們的住所，NASA 噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的團(tuán)隊(duì)成員利用普通筆記本電腦配合簡單的紅 / 藍(lán) 3D 眼鏡，成功指揮好奇號在名為愛丁堡的探測區(qū)域提取火星土壤樣本。

　　以往對探測器的每個(gè)動(dòng)作序列進(jìn)行編程時(shí)，往往要求多達(dá) 20 名團(tuán)隊(duì)成員聚集在一起編寫命令，并隨時(shí)進(jìn)行相互交流?，F(xiàn)在，好奇號團(tuán)隊(duì)會同時(shí)開啟多場視頻會議，并利用消息收發(fā)應(yīng)用完成成員間的即時(shí)交流。

　　不過，這項(xiàng)遠(yuǎn)程操作并沒有想象的輕松。

　　為了確保每個(gè)人都能相互溝通并彼此理解，科學(xué)運(yùn)營團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人 Carrie Bridge 會主動(dòng)與科學(xué)家及工程師們攀談，借此彌合溝通方面的不便之處。“我可能得同時(shí)關(guān)注 15 條聊天頻道，這要比以往的工作辛苦得多。”

　　NASA 方面也表示，現(xiàn)在每天的計(jì)劃處理時(shí)長要比之前多一、兩個(gè)小時(shí)。這也意味著團(tuán)隊(duì)每天能夠向好奇號發(fā)送的命令總數(shù)受到了限制。

　　此外，大家遠(yuǎn)程辦公還必須克服技術(shù)上的障礙，尤其是硬件方面的不便。

　　NASA 噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)通常使用的是高性能計(jì)算機(jī)中的高端圖形處理卡，規(guī)劃人員依靠來自火星的 3D 圖像為好奇號規(guī)劃行進(jìn)路徑，并利用左眼與右眼視力間的快速切換顯示火星景觀的 3D 輪廓。然而一旦在家辦公，家用筆記本電腦顯然承擔(dān)不了如此大的計(jì)算負(fù)荷。

　　為此，NASA 方面決定改用簡單的紅 / 藍(lán)雙色 3D 眼鏡。這種眼鏡曾經(jīng)在幾十年前風(fēng)靡一時(shí)，雖然沉浸感受無法與現(xiàn)在的先進(jìn)技術(shù)相比，但事實(shí)證明它們依然有用。

　　2、“一人多控”的遠(yuǎn)程操作

　　NASA 常年與國際空間站團(tuán)隊(duì)合作，再加上以往與登月宇航員的通信經(jīng)歷，讓他們成為從事遠(yuǎn)程工作的老手。隨著技術(shù)的發(fā)展，類似大規(guī)模遠(yuǎn)程操作場景其實(shí)也已經(jīng)開始進(jìn)入人們的生活和生產(chǎn)中。

　　近日，日本通訊公司 KDDI 與 NEC 及建筑企業(yè)大林組在三重縣河上大壩內(nèi)，聯(lián)合實(shí)施了一場采用新一代通信標(biāo)準(zhǔn) 5G 遠(yuǎn)程操作建筑機(jī)械的實(shí)證實(shí)驗(yàn)。

　　目前，遠(yuǎn)程施工系統(tǒng)主要使用 Wi-Fi 將施工機(jī)械上攝像頭拍攝的視頻傳輸?shù)竭h(yuǎn)程操作室。然而，Wi-Fi 只有低功耗輸出，距離越遠(yuǎn)越會造成視頻傳輸延遲或圖像分辨率降低。因此，施工機(jī)械與遠(yuǎn)程操作室之間的合適距離被限制在 2 公里左右。

　　解決這一問題的關(guān)鍵就是 5G 通信系統(tǒng)。5G 擁有 10 至 20 Gbps 范圍內(nèi)的超高通信速度，是當(dāng)前主流 4G 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率的十倍以上，還具有低延遲和多連接等特點(diǎn)。

　　工作人員在油壓挖掘機(jī)、履帶搬運(yùn)車、推土機(jī)等 3 臺機(jī)械上共安裝了 12 個(gè)高清 4K 攝像頭，經(jīng)由 5G 基站將拍攝的影像傳送到遠(yuǎn)離施工現(xiàn)場的管理室。用來平整地面的振動(dòng)壓路機(jī)具備自動(dòng)駕駛功能，通過把安裝在車輛上的加速度傳感器的數(shù)據(jù)傳送到管理室，工作人員就可以遠(yuǎn)程掌握機(jī)械情況，進(jìn)行挖掘和搬運(yùn)沙土等道路施工作業(yè)。

　　與我們常見的遠(yuǎn)程操控不同，這種遠(yuǎn)程操控能力可以大大提高生產(chǎn)效率，對于勞動(dòng)力短缺和人口老齡化的國家而言意義重大。而該實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了這種可能性，即未來可實(shí)現(xiàn)由一名熟練工遠(yuǎn)程管理多個(gè)施工現(xiàn)場。

　　還有一些工作場合可能需要的不僅僅是效率，還有安全。

　　巴西鐵礦石開采巨頭 CSN Mineracao 公司為了兌現(xiàn)對員工安全和健康的承諾，向 Sotreq 公司收購了一個(gè)遠(yuǎn)程操作艙，這種設(shè)備能夠讓操作者在幾英里外的礦井中控制一臺履帶式推土機(jī)。CSN 在已經(jīng)在礦山運(yùn)行的 Cat D11T 推土機(jī)上安裝了“車載”系統(tǒng)，該設(shè)備已投入到生產(chǎn)作業(yè)中。

　　Sotreq 采礦技術(shù)經(jīng)理 Bruno Peixoto 表示，該系統(tǒng)支持采礦現(xiàn)場設(shè)備(卡車、鉆機(jī)或履帶推土機(jī))的自動(dòng)化。目前，遠(yuǎn)程駕駛室適用于履帶推土機(jī)和演習(xí)。這些設(shè)備可以與每個(gè)機(jī)艙內(nèi)最多四個(gè)設(shè)備一起操作。在這種模型中，設(shè)備半自動(dòng)運(yùn)行，機(jī)艙操作員可以自主選擇要運(yùn)行的設(shè)備，而其他設(shè)備則按照先前發(fā)送給設(shè)備的工作指令進(jìn)行操作。

　　此外，Bruno Peixoto 補(bǔ)充道，將操作人員從礦井中轉(zhuǎn)移到安全的地方工作，除了解決安全問題，那些有身體或移動(dòng)問題的操作人員將不再被拒之門外。
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