Ученые приспособили Kinect для изучения ледников и астероидов

Летом Кен Манкофф (Ken Mankoff) пробрался через ледяную воду и грязь в небольшую пещеру под ледником Rieperbreen в Свальбарде, Норвегия, прихватив в собой сенсор Kinect. Он воспользовался устройством, которое изначально предназначалось для развлечения, для сканирования пещеры.

Летом вода из озер на поверхности ледника протекает как раз в том месте, на котором сидел Манкофф. Kinect призван обеспечить лучшее понимание размеров ледника и его рельефа, помогая ученым оценить, каким образом лед будет двигаться по направлению к морю.

"Мне всегда нравилось находить новое приложение для довольно-таки дешевых устройств, делая то, что с ними обычно не делают" - говорит Манкофф, который занят изучением ледников и их взаимодействия с океаном.

Манкофф весьма оптимистичен относительно Kinect и пытается привлечь внимание ученых к данному устройству, которое позволяет записывать весьма точные 3D-данные в видимом и инфракрасном диапазонах. 8 декабря на совещании Американского геофизического союза (AGU) в Сан-Франциско он продемонстрировал свои наработки в данной сфере. Его постер привлек массу внимания и пробудил интерес, по крайней мере, десятка исследователей.

На конференции AGU ученые демонстрировали потенциал в качестве научного инструмента Nintendo Wiimote. И хотя измерения с помощью Wiimote могут оказаться полезными, Манкофф отмечает, что Kinect позволяет вывести исследования на совершенно иной уровень, позволяя обрабатывать около 9 миллионов точек в секунду.

В настоящее время большинство исследователей используют технологию под названием Light Detection and Ranging (LIDAR), которая использует лазерные импульсы для составления карты поверхности на расстоянии до нескольких километров. Хотя возможности Kinect с точки зрения зоны покрытия много меньше, у него есть огромное преимущество - цена в $120. Для сравнения, в зависимости от сложности и точности установка LIDAR стоит в пределах от $10 000 до $200 000.

"Вы можете пойти в любой магазин электроники и купить Kinect" - говорит Марко Тедеско (Marco Tedesco) из Городского колледжа Нью-Йорка, который занимается дистанционным зондированием ледников. "Если вы случайно повредите его, можно пойти и купить еще один."

У LIDAR есть еще несколько недостатков - его необходимо заказывать, калибровать и ремонтировать у специализированных дистрибьюторов, в то время как Kinect доступен с драйверами уже сегодня.

Тедеско заинтересовала возможность размещения Kinect на небольших дистанционно управляемых вертолетах или катерах, которые возможно будет использовать на озерах с талой водой, возникающих на вершине ледников в летний период. Такие озера от одной до двух миль шириной часто исчезают, когда в леднике образуются большие трещины. Эта вода поднимает ледниковый покров и действует как смазка, ускоряя движение ледника к океану.

"Чем больше воды, тем более стремительным является этот процесс" - объяснил Тедеско, который надеется использовать Kinect, чтобы получить более точные оценки объемов воды в озере путем измерения береговой линии, когда озеро наполнено, и сканируя дно, когда оно осушено.

Наор Мовшовиц (Naor Movshovitz) использует технологию для получения более подробной информации о малых телах в космическом пространстве. Мовшовиц, изучающий астрономию в университете Санта-Круза, считает, что эти данные будут полезны для будущих миссий, которым, возможно, придется отражать средние и крупные астероиды, угрожающие нашей планете.

У исследователей есть относительно хорошее понимание того, каким образом малые тела влияют на поверхность таких крупных объектов, как Земля или Марс. Вопрос в том, каким образом эти данные масштабировать, если речь об астероидах, размеры которых могут доходить до одной тысячной размеров Земли.

По мнению Мовшовица, исследователи могут взять образцы камней, имитирующих астероиды, на борт специальных летательных аппаратов NASA с пониженной гравитацией. Это позволить симулировать движение астероида и его воздействие на крупный объект с большой гравитацией.

Способность Kinect различать трехмерное положение объектов позволит получить данные о движении каждого отдельного элемента после столкновения. В ином случае потребуется, по крайней мере, три отдельные камеры и специальное программное обеспечение для обработки изображений.

Несмотря на свой потенциал, устройство имеет недостатки. В идеале Мовшовиц хотел бы, чтобы Kinect умел снимать видео с большой частотой кадров. Другая проблема заключается в том, чтобы использовать устройство, созданное для ограниченного пространства жилых комнат, на обширных пространствах, где нужно принимать во внимание факторы окружающей среды - к примеру, влажность и перепады температур.

У Kinect также есть проблемы с точной записью через линзу любого вида, что усложняет его защиту от непогоды, говорит Боб Хоули (Bob Hawley) из Дартмутского колледжа в Ганновере, Нью-Гемпши. Хоули с хотел бы использовать устройство для замедленной съемки таяния ледников. Но Хоули уверен, что исследователи найдут решение проблемы.

"Мы проведем исчерпывающие испытания Kinect в нашей лаборатории, чтобы убедиться в том, что это возможно" - сказал он.

Основным преимуществом Kinect заключается в том, что он вдохновляет студентов, считает Тедеско. Вместо сложного черного ящика с запутанными кабелями и неизвестным программным обеспечением, Kinect прост в работе и эксплуатации.

"Это формирует у студентов иное мышление" - говорит он. "Они не боятся пользоваться Kinect, и они действительно могут принимать участие в процессе обучения и фундаментальных исследованиях".


Источник: http://www.wired.com
Перевод: Really Fenix