La NASA annuncia i premi Invenzione e Software dell'anno 2020

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L'invenzione dell'anno della NASA comprende due premi: Invenzione dell'anno da parte del governo e Invenzione commerciale dell'anno. L'invenzione Unmanned Aircraft System Traffic Management, sviluppata da un team dell'Ames Research Center dell'agenzia nella Silicon Valley, California, è stata selezionata per il premio governativo 2020. L'invenzione commerciale dell'anno 2020 della NASA - una tecnologia creata in collaborazione con l'industria - è RoboGlove, che è stata sviluppata attraverso una partnership tra il Johnson Space Center della NASA a Houston e General Motors.

"Alla NASA crediamo che la tecnologia guidi l'esplorazione e che i nostri innovatori di talento siano la chiave della nostra continua leadership nello spazio e nella tecnologia. Ogni anno valutiamo le nostre invenzioni in base a come hanno portato benefici alla NASA e ad altri settori industriali e riconosciamo le grandi persone che stanno dietro alle tecnologie", ha dichiarato Douglas Terrier, capo tecnologo della NASA. "Le tecnologie che riconosciamo con i premi di quest'anno avranno un impatto duraturo sul modo in cui trasportiamo le merci, costruiamo le auto e le stazioni spaziali e consentiamo missioni audaci per raggiungere gli obiettivi più ambiziosi della NASA"

L'invenzione brevettata della NASA Unmanned Aircraft System Traffic Management potrebbe consentire nuovi metodi di consegna dei pacchetti, il monitoraggio dell'agricoltura di precisione, il monitoraggio dell'agricoltura di precisione, la risposta ai disastri e altro ancora. Ames ha sviluppato questo nuovo sistema di gestione del traffico aereo per accogliere il crescente numero di veicoli aerei senza pilota (UAV) gestiti commercialmente. La flotta commerciale UAV è destinata a crescere, e le attuali capacità di controllo del traffico aereo non sono in grado di gestire la domanda futura stimata. Era necessario un nuovo modo di gestire questo traffico in modo sicuro.

La gestione tradizionale del traffico aereo si basa su un organo centrale (come l'Amministrazione federale dell'aviazione) per la gestione e il controllo dello spazio aereo. L'innovativo sistema UAS Traffic Management, o sistema UTM, basato su cloud, consente una gestione distribuita dello spazio aereo in cui le aziende private collaborano per mantenere un ambiente sicuro e accessibile. I veicoli possono rilevare altri droni nella zona, condividere le traiettorie di volo e monitorare le condizioni meteorologiche e del terreno. I veicoli possono trasmettere il loro scopo, in modo che le squadre di monitoraggio siano a conoscenza di tutte le entità dello spazio aereo a bassa quota.

Il RoboGlove è essenzialmente un guanto esoscheletro morbido - ispirato al robot umanoide Robonaut della NASA - che fornisce un'assistenza elettrica agli operai che azionano gli utensili per periodi prolungati, o che azionano utensili che richiedono movimenti ripetitivi, come gli operai delle linee di assemblaggio delle automobili. Il guanto offre 15-20 libbre di forza extra e, in breve, fino a 50 libbre. Questo permette ai lavoratori di utilizzare una presa più leggera per i compiti più impegnativi e riduce lo sforzo sui muscoli e sui legamenti.

La NASA non ha ancora utilizzato la tecnologia nello spazio, ma è stata commercializzata come "IronHand" da Bioservo Technologies in Svezia. "Ci sono circa 1 milione di dollari di ordini per IronHand", ha detto Ron Diftler, il precedente project manager del Robonaut della Johnson quando è stato creato RoboGlove. "Ciò dimostra che anche la tecnologia sviluppata con la NASA in mente può diffondersi in tutto il mondo e aiutare le persone sul campo"

I vantaggi non finiscono alla catena di montaggio. Il guanto può essere utilizzato anche per molte altre applicazioni, tra cui l'industria edile, i magazzini di spedizione e le cliniche mediche e di riabilitazione per aiutare le persone a riprendersi dagli infortuni e assistere coloro che combattono le malattie croniche.

Il dispositivo si è dimostrato promettente anche per l'uso da parte della NASA durante un test a terra con un guanto di tuta spaziale ad alta fedeltà. Gli astronauti che camminano nello spazio impugnano strumenti, corrimani e grandi macchinari durante il tempo all'interno delle loro tute spaziali. Mentre la microgravità permette agli astronauti di muovere migliaia di libbre con il solo dito mignolo, la presa di oggetti è più difficile. Tute spaziali e guanti sono pressurizzati per sopravvivere alle dure condizioni dello spazio. Mentre afferrano gli strumenti e le attrezzature, gli astronauti devono lavorare contro questa pressione.

"I vantaggi includono l'attenuazione dell'affaticamento, ma il RoboGlove della tuta spaziale fornisce anche una maggiore forza di presa rispetto ad un guanto per tuta spaziale non azionato. Il design di seconda generazione ha essenzialmente fornito il servosterzo delle dita di un guanto per ridurre la quantità di sforzo", ha detto Jonathan Rogers, vice capo della Robotic Systems Technology Branch di Johnson, che è stato il project manager di RoboGlove dal 2015 al 2017. "Per utilizzare RoboGlove nello spazio, il progetto deve essere ulteriormente maturato e testato"

Il framework software core Flight System (cFS) ha creato un ambiente "App Store" o piattaforma di distribuzione digitale per le missioni spaziali. Il cFS crea una piattaforma aperta di applicazioni software riutilizzabili che permettono la collaborazione, la condivisione, l'innovazione e la commercializzazione. Ma a differenza di altri framework, il cFS è scritto con l'affidabilità e il rigore di processo richiesti per il volo umano nello spazio, ma è anche scalabile e accessibile per altri usi meno rigorosi, come i progetti degli studenti

Elementi delle missioni Artemis della NASA sulla Luna, satelliti che osservano la Terra, CubeSats e veicoli autonomi sulla Terra potrebbero tutti utilizzare il cFS. Quasi tutti i sistemi di volo o di terra incorporati possono utilizzare il cFS e sfruttare la base di codice di qualità del volo e una comunità open source attiva.

I progetti possono navigare e selezionare le piattaforme di processore, i sistemi operativi, gli strumenti software e le applicazioni esistenti del cFS per implementare la loro missione. Questo approccio "plug and play" può far risparmiare tempo e denaro e ridurre i rischi in modo significativo. I progetti possono quindi concentrarsi su applicazioni specifiche della missione e scegliere di condividere qualsiasi applicazione o aggiornamento alla comunità open source del cFS in tutto il mondo. Una volta scritta, un'applicazione può essere utilizzata su qualsiasi piattaforma e sistema operativo supportato.

I premi della NASA "Invenzione dell'anno" e "Software dell'anno" riconoscono le migliori innovazioni sviluppate dal team della NASA. Il comitato per le invenzioni e i contributi valuta le nomine (per il premio software una giuria di esperti di software fornisce il contributo del comitato), e i vincitori sono selezionati e raccomandati agli sponsor del premio per la concomitanza.

I premi Invenzione dell'anno sono sponsorizzati dall'Ufficio del General Counsel della NASA. Il premio Software of the Year è sponsorizzato dagli uffici del Chief Engineer, Safety and Mission Assurance e Chief Information Officer. Il comitato per le invenzioni e i contributi è gestito dall'ufficio del General Counsel della NASA con il supporto dell'ufficio del Chief Technologist dell'agenzia.