NASA首次将医生通过“全息传输”到国际空间站，为远程交互提供新方案

人在地球，真实的全息画面却出现在国际空间站，这是怎么实现的呢？

2021 年 10 月，身处地球的 NASA 飞行外科医生约瑟夫·施密德（Josef Schmid）博士团队通过一种新型的 3D 捕捉技术，首次以“全息传输”的方式实现了与国际太空站宇航员的链接。

这种新技术名为“Holoportation ”，通过该技术可以在同一时间、世界不同地域实现重建、数字压缩和传输高精度的人 3D 模型。简单来理解这种技术，是将“全息画面”和“实时传输”合二为一。

图丨NASA 飞行外科医生约瑟夫施密德博士在被全息传送到国际空间站时向太空致意（来源：ESA）

该技术在 2016 年由微软提出并开发使用，与微软开发的 HoloLens 等混合现实（MR Mixed Reality）显示器一同使用时，基于该技术用户可以通过 3D 形式看到、听到并与远程参与者进行实时交互，其实际效果和真实存在于同样的物理空间相同。该技术为远程用户的交互提供新的方案，使远程交互达到与真实的面对面交流接近或相同的效果。

在国际空间站执行任务的欧洲航天局（European Space Agency，ESA）宇航员托马斯·佩斯奎特（Thomas Pesquet）实现了与两位伙伴的双向对话，他们分别是 NASA 飞行外科医生约瑟夫施密德以及 AEXA Aerospace 公司的 CEO 费尔南多·德拉佩尼亚·利亚卡（Fernando De La Pena Llaca）。即便三人相距甚远，他们在 Holoportation 的帮助下还进行了握手互动。

本次 Holoportation 得以在太空和地球间实现双向、实时的全息传输，主要通过使用微软的 Hololens Kinect 相机和带 AEXA Aerospace 公司定制软件的个人电脑。

（来源：ESA）

这种技术同之前的远程交互方式有所不同。施密德表示，“它是一种全新的人类探索方式，人类的实体能够离开地球。我们的身体不在那里，但我们的人类实体绝对在那里。”

他补充说道：“国际空间站以 17500 英里/小时的速度行驶并在距地球 250 英里的轨道上持续运动，宇航员可以在三分钟或三周后返回，并且随着系统的运行，我们的现场直播在空间站上出现。”

无论是远程的工作沟通、远程医疗还是与家人的实时联系，即时的沟通都十分重要。因此，无论宇航员在哪里探索，他们都需要与地球、任务控制中心保持连接。

在远程教育或远程医疗领域，即便不处于同一空间，但 Holoportation 让一切具备真实的感觉。NASA 在一份声明中说：“我们将把它用于我们的私人医疗会议、私人精神病学会议、私人家庭会议，并将贵宾带到空间站与宇航员一起参观。”

施密德举例说道：“我们将增强现实与触觉相结合。您可以一起使用该设备，就像两位最出色的外科医生在手术中工作一样。这会让每个人都放心，因为他们知道最好的团队正在一起开发关键的工作。”

与目前在人们日常使用的视频会议或实时通话相比，这种全息传输会带来一种“身临其境”的真实感，交互效果显著。不仅可以缓解因空间不同可能带来的信号延迟的问题，还能解决信号传输的局限性。

例如在火星任务计划中，现实的严峻挑战之一是火星与地球间通信传输的延迟问题。在过去的通信途径中，人们尝试使用无线电传输、视频流、全息传输等，但是，这些方式面临的共同问题是，仅单程就会出现 20 分钟的延迟。

NASA 认为，这种全息传输方式可在日后多场景中更广泛地应用。NASA希望通过 Holoportation 实现双向通信，也就是说，在把地球上的人全息传送至太空的同时，以同样的形式将宇航员也传输回地球。

NASA 还计划把全息传输和增强现实（AR Augmented Reality）技术融合，使该系统更加广泛地应用，这将使虚拟的全息技术，以更加趋近于真实存在的方式呈现。

（来源：YouTube 截图）

在该技术开发的初期阶段，微软以解决现有的广告、地面医院护理和教育等行业的远程交互问题为目的，随后致力于该技术的扩展与升级。这次，NASA 将该技术的应用提升到了一个新的高度，首次将人类用全新的虚拟技术、以搭乘火箭之外的方式让人类“实体”离开地球到太空。

Holoportation 有利于未来太空旅行的发展，有了全息运输，人们在太空也能实时高质量、实时的通信。当然，Holoportation 在太空的应用只是其应用场景之一，目前，该技术在地球上也有直接的应用。

通过全息传输技术，能不再受地域或环境限制，将人们“真实”地聚集在一起。例如，在南极洲、海上石油钻井平台、军事行动区等极端环境，助力人们实现高效、实时地交流。

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参考:

https://www.nasa.gov/feature/innovative-3d-telemedicine-to-help-keep-astronauts-healthy

https://www.cnet.com/science/space/nasa-holoported-a-doctor-onto-the-international-space-station/?PostType=link&ServiceType=twitter&UniqueID=8E6CC7D8-BE85-11EC-8860-7AD54744363C&TheTime=2022-04-17T19:35:37&ftag=COS-05-10aaa0b

https://www.youtube.com/watch?v=7d59O6cfaM0