Esta mañana, se suponía que el vuelo Artemis 1 se lanzaría en una misión a la luna, pero el vuelo experimentó contratiempos debido a problemas con el motor y se pospuso. Si y cuando el Sistema de Lanzamiento Espacial masivo despegue, este misión de prueba sin tripulación impulsará el programa Artemis de la NASA, cuyo objetivo es llevar a los astronautas a la luna. Orion, la nave espacial sobre el SLS que se usa para la prueba, no tendrá humanos a bordo, pero tres compañías, Lockheed Martin, Cisco y Amazon, se han unido para ensamblar un paquete tecnológico que podría brindarle a la NASA información adicional sobre lo que está sucediendo. a bordo.
La colaboración, que recibió el nombre del proyecto Callisto, lleva cuatro años en proceso. Se anunció al público a principios de este año. Esta demostración probará si Alexa se puede usar para controlar ciertas funciones de la nave espacial, como las luces o la obtención de datos de telemetría con manos libres, y si Webex se puede usar para establecer una conexión segura y estable para videoconferencias y más.
He aquí un vistazo a cómo las empresas obtuvieron su Star Treklisto para el espacio tecnológico inspirado.
Una prueba beta en el espacio
Tanto para Cisco como para el equipo de Alexa, después de que Lockheed Martin les pres entara la idea en septiembre de 2018, elaboraron un plan de juego y comenzaron el trabajo oficial en 2019. A partir de entonces, ambos equipos idearon diseños, trabajaron en problemas con hardware y el software, y dar los toques finales.
“Lo que pensé que era interesante cuando comencé a trabajar con Lockheed Martin fue que su enfoque de este proyecto estaba muy centrado en el cliente”, dice Justin Nikolaus, diseñador principal de UX de voz para Alexa. “El tiempo de los astronautas en el espacio es muy costoso, está muy programado y querían que fueran lo más eficientes posible. Están buscando diferentes formas para que los astronautas puedan interactuar con el vehículo. La voz es uno de esos mecanismos”.
El objetivo desde el principio fue hacer que la vida de los usuarios finales, los astronautas, sea más fácil, segura y placentera. Nikolaus se refiere a este intento actual como “probablemente una especie de prueba beta”.
Pero el viaje de adaptar la tecnología de la Tierra para el espacio estuvo lleno de muchos desafíos únicos.
“En cada hito importante, comenzamos a tener más hardware. Conozco el modelado, conozco el aprendizaje automático, pero el espacio es una nueva frontera para mí”, dice Clement Chung, gerente de ciencias aplicadas de Alexa. “Podríamos planificar y adivinar cómo se ve, pero a medida que obtenemos diferentes hardwares y la nave espacial para comenzar a probar, muchas de nuestras suposiciones se van por la puerta”.
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Los sonidos acústicos en la cápsula espacial, el entorno cerrado de la nave espacial y lo que los astronautas querrían decir o cómo querrían interactuar con Alexa fueron factores que tuvieron que considerar en su diseño inicial. Además, el equipo tuvo que integrar Alexa y la nube de Amazon con la red de espacio profundo (DSN) de la NASA y agregar capacidades de procesamiento local para reducir la latencia.
Para empezar, el equipo trabajó para ajustar las habilidades de Alexa y modificarlas para una audiencia diferente en un entorno diferente.
Usando sonidos espaciales proporcionados por Lockheed Martin y teniendo en cuenta los materiales utilizados a bordo, volvieron a entrenar sus modelos, ya que la relación ruido-señal era diferente. Cisco, para este fin, utilizará su experiencia software de cancelación de ruido para solucionar este desafío.
Además, Alexa, la asistente de voz, tuvo que aprender muchos conocimientos nuevos. “Solo desde una perspectiva de contenido, entrevisté a exastronautas, controladores de vuelo para comprender qué quieren preguntar los astronautas y cómo entregar esa información”, dice Nikolaus. Por ejemplo, Alexa tiene acceso a 100.000 extremos de telemetría en Orión, desde los datos científicos que recopila en su misión, hasta la temperatura y las funciones en diferentes partes de la nave espacial, hasta dónde está posicionada y hacia dónde se dirige en su vuelo.
“Tuve que convertir esos datos técnicos en una oración fácilmente digerible para que Alexa respondiera a los miembros de la tripulación”, dice Nikolaus. “Hay muchos matices para este entorno y este usuario específico que tuvimos que aprender e investigar y adaptarlos al vuelo que se va a realizar”.
Por encima de las nubes, y más allá de la nube
Más allá de esto, el equipo tuvo que resolver las cuestiones de infraestructura más importantes. El dispositivo tenía que ser robusto, ya que no es como si un equipo de reparación pudiera actualizarlo fácilmente. “Cuando sale al espacio, debe considerar la radiación, debe considerar los golpes, las vibraciones, el control de la temperatura, los componentes que están allí”, dice Philippe Lantin, arquitecto principal de soluciones para el servicio de voz de Alexa. “Realmente no puedes tener baterías, por ejemplo. Pensé que esta era una gran experiencia de aprendizaje para nosotros diseñar cosas de cierta manera que pueden ser más resistentes”.
Una vez que se construyó el dispositivo, tuvieron que resolver la mejor manera de dividir las funciones de Alexa entre la nube y una computadora a bordo. “Tuvimos que averiguar cómo llevamos la voz del VIP que está en el suelo a la nave. Así que tuvimos que crear esa tecnología desde cero”, dice Lantin. Un gran enfoque para el proyecto fue crear una versión autónoma de Alexa que no dependa de la nube. “Hay un ancho de banda muy reducido que se nos permite usar para este proyecto. La cantidad total de tiempo entre el momento en que habla y el momento en que escucha una respuesta podría ser de 13 segundos”.
Ajustarse a la disponibilidad y latencia del ancho de banda también fue un problema que Cisco trató de superar. Además de la videoconferencia, Cisco tiene cámaras configuradas como sus ojos alrededor de la nave espacial. “En este momento estamos disparando megabits de video, y eso no es una realidad con la exploración del espacio profundo donde confiamos en la red de espacio profundo de la NASA”, dice Jono Luk, vicepresidente de administración de productos de Cisco.
Los ingenieros de Amazon determinaron que usar un servicio basado en la nube para Alexa, donde se comunica con los servidores de Amazon para brindarle una respuesta, no sería práctico en el espacio. Por lo tanto, ampliaron una función llamada control de voz local, que se puede encontrar en ciertos dispositivos de la familia Echo para tareas como obtener la hora, la fecha y los comandos del hogar inteligente, como encender y apagar las luces y cambiar su color.
Mientras que las personas en tierra están acostumbradas a poder pedirle a Alexa que encienda las luces, Alexa en el espacio hará algo similar: tiene la capacidad de controlar los dispositivos conectados a bordo de Orion. Entonces, hay un conjunto de luces que Alexa podrá controlar, y las cámaras Webex se usarían para confirmar si Alexa enciende y apaga las luces.
Pero Alexa no estará sola en el espacio todo el tiempo. La última pregunta que el equipo está probando es si Alexa podría hacer ciertas solicitudes que regresen a una nube segura en la Tierra para ser procesadas. Estos serían si los astronautas quisieran pedir resultados deportivos o mantenerse al día sobre lo que sucede en la Tierra. “Hay algunas cosas que simplemente no puedes saber antes de tiempo”, dice Nikolaus.
Si la demostración técnica va bien en la misión sin tripulación, ambas compañías podrían imaginar aplicaciones futuras en las que esta tecnología podría ayudar a la tripulación humana a bordo, incluso con pequeñas cosas para comenzar, como configurar temporizadores, horarios y recordatorios.
Con Cisco, si la tecnología de Webex pudiera mantener una buena conexión, entonces la compañía consideraría probar otras funciones, como anotar imágenes para proporcionar instrucciones sobre cómo debe proceder un astronauta con un experimento en el espacio desde tierra, por ejemplo. Aún más ambicioso, Luk imagina que podrían integrar experiencias más inmersivas en futuras pruebas, como la realidad aumentada o el función de holograma.