På sin næste mission vil den danske astronaut tage VR-briller på, når han skal en tur på træningscyklen. Et dansk eksperiment skal røbe, om VR-teknologien virker i rummet, og om virtual reality kan gøre det sjovere for astronauterne at træne.
Mange af os har uhyre svært ved at finde vej til træningscenteret.
Vi ved godt, at vi burde bevæge os mere for vores sundheds skyld, men det er bare ikke særlig sjovt at løbe på et løbebånd, hive i håndtagene på en romaskine eller træde rundt i pedalerne på en motionscykel.
Her kan virtual reality (VR) måske hjælpe, for når man har VR-briller på, kan synet af svedige kroppe i et kedeligt træningscenter skiftes ud med noget mere motiverende. Så kan man for eksempel få oplevelsen af at cykle en virtuel tur i en nyudsprunget bøgeskov, mens man i virkeligheden stadig sidder på motionscyklen.
Nu skal et nyt forsøg vise, om VR-teknologien også kan være nyttig for astronauterne på den internationale rumstation ISS.
På sin næste mission skal den danske astronaut Andreas Mogensen have VR-briller på, mens han træder i pedalerne på rumstationens motionscykel, der er udviklet af det danske firma Danish Aerospace Company.
VR står for virtual reality, der kan oversættes til kunstig eller tilsyneladende virkelighed. Når man har VR-briller på, ser man computerskabte billeder i høj opløsning på to små skærme, der er placeret tæt på øjnene. Lyden leveres via indbyggede højttalere eller høretelefoner.
I dag bruger de fleste VR-brillerne til at spille 3D-spil, for man kan blive langt mere opslugt af et VR-spil end af et almindeligt computerspil.
Det skyldes, at VR-brillerne er forsynet med en række sensorer, herunder accelerometre og gyroskoper, der sladrer om brugerens orientering og bevægelser. Når brugeren drejer hovedet til venstre, går på hug eller vender sig om, følger den virtuelle 3D-verden med, hvilket gør følelsen af at være til stede meget mere realistisk.
I hænderne har man et par controllere, så man kan styre sin figur rundt i 3D-verdenen og eventuelt også manipulere med virtuelle objekter.
Med VR-brillerne har man også mulighed for at se film, som er optaget i alle retninger samtidig (360 grader), så man kan kigge sig omkring, mens filmen kører. Her har man typisk ikke mulighed for at vekselvirke med de virtuelle omgivelser.
For astronauterne er det bydende nødvendigt at træne hårdt hver eneste dag.
Kroppen vænner sig nemlig hurtigt til den vægtløse tilstand, hvor den slipper for den daglige kamp mod tyngdekraften.
Det betyder, at astronauterne mister muskel- og knoglemasse på længerevarende missioner, for kroppen tilpasser sig vægtløsheden, hvor der ikke er brug for stærke knogler og store muskler.
Det kræver masser af styrketræning såvel som konditionstræning at bevare det gode, fysiske helbred i rummet, så astronauterne også kan holde til at komme ned på Jorden igen.
»Vi skal træne rigtig meget på ISS, to timer hver dag. Jeg kunne sagtens forestille mig, at der er nogle dage, hvor det kan knibe med motivationen. Hvis man har haft travlt med arbejdsopgaver hele dagen, kan det måske være svært at komme op på løbebåndet,« siger Andreas Mogensen til Videnskab.dk.
Forsøget med VR-briller skal netop vise, om VR kan hjælpe med motivationen.
Det fortæller Thomas A. E. Andersen til Videnskab.dk. Han er direktør for Danish Aerospace Company og uddannet ingeniør fra Danmarks Tekniske Universitet:
»Nu vil vi se, om virtual reality kan gøre det sjovere for astronauterne at træne. Vi sender VR-briller op til Andreas, så han kan bruge dem, mens han sidder på vores cykel.«
Videnskab.dk bringer den komplicerede rumforskning helt ned på jorden i en ny serie, hvor vi sætter fokus på nogle af de eksperimenter, som den danske astronaut Andreas Mogensen skal lave ombord på sit ophold på Den Internationale Rumstation i 2023, og hvordan teknologierne kan bruges her på kloden.
Serien består af flere artikler og explainer-videoer, som er blevet til takket være støtte fra Uddannelses- og Forskningsministeriet. Videnskab.dk har redaktionel frihed i forhold til indholdet.
I det danske eksperiment skal Andreas Mogensen køre på træningscyklen, mens han ser en 360-graders film, hvor belastningen – altså hvor hårdt, han skal træde i pedalerne – følger det, han ser på videoen.
Hvis det går ned ad bakke på filmen, bliver det lettere at træde i pedalerne, og når det går op ad bakke, bliver det hårdere.
VR-brillerne kommunikerer med træningscyklen via en trådløs Bluetooth-forbindelse, så belastningen på cyklen altid svarer til det, den tredimensionale video viser.
Den virtuelle cykeltur kan foregå i tre forskellige miljøer, nemlig i en by, på landevejen og på mountainbike i en skov. For alle VR-videoerne gælder, at der veksles mellem at cykle op og ned ad bakke.
»Jeg tror helt sikkert, at det er mere inspirerende at cykle med VR-briller på. Det er en ret kedelig udsigt, vi har fra træningscyklen på rumstationen. Derfor er der da også en del astronauter, der sætter en film på, mens de træner,« siger Andreas Mogensen.
Efter hver VR-cykeltur skal han udfylde et spørgeskema, hvor han skal svare på, om teknologien fungerer, som den skal, og om VR-brillerne øger motivationen til at træne.
I løbet af det halve år, den danske astronaut skal kredse om Jorden, kan der sendes nye 360-graders videoer op, så cykelturene ikke bliver for ensformige.
Folkene bag eksperimentet håber naturligvis, at VR kan gøre de mange timers træning lidt mere fornøjelige for astronauter som Andreas Mogensen.
Der er da også forskning, der peger på, at VR kan bruges til at øge motivationen og glæden ved at træne hernede på landjorden.
Det kan Emil Rosenlund Høeg, som er forskningsassistent ved Multisensory Experience Lab, der hører under Institut for Arkitektur og Medieteknologi på Aalborg Universitet i København, snakke med om.
I sit ph.d.-projekt har han i samarbejde med Frederiksberg Kommune undersøgt, om brugen af VR kan påvirke motivationen og intensiteten af træningen hos ældre i et genoptræningsforløb.
Han har fundet ud af, at brugen af VR betyder, at de ældre træner i længere tid og har større glæde af træningen, fortæller han til Videnskab.dk:
»Der er enormt potentiale i at bringe en virtuel virkelighed ind i et miljø, der ellers ikke er særlig inspirerende – hvad enten det er et værelse på et plejehjem eller et modul på en rumstation.«
Emil Rosenlund Høeg fremhæver dog også, at der er forskel på astronauter og pensionister, og det bør brugen af VR-teknologen afspejle:
»Astronauter tilhører typisk et yngre segment end de ældre borgere, jeg har beskæftiget mig med, og de vil nok være bedre motiverede fra start. Og hvor de ældre mest fokuserer på det sociale, kan det være andre ting, der motivere yngre mennesker. Det kan være sådan noget som at have et konkurrenceelement, score points og gå op i levels,« siger han.
Andreas Mogensen hører da også til dem, der godt kan lide at konkurrere, fortæller han:
Andreas Mogensen bliver ikke den første astronaut, der skal afprøve VR-briller på ISS. VR-teknologien er afprøvet på tidligere missioner, men indtil videre ikke med det store held.
Problemet har været, at VR-briller indstiller sig efter tyngdekraften her på Jorden. Ved hjælp af indbyggede accelerometre kan VR-brillerne måle deres orientering i forhold til den retning, vi kalder nedad her på Jorden.
Men i rummet er der ikke noget, der er opad eller nedad. VR-brillerne kan ikke måle tyngdeaccelerationen, for de er i frit fald mod Jorden, nøjagtigt som resten af rumstationen og alting i den. Når VR-brillerne ikke kan finde et referencepunkt, begynder billedet at dreje rundt i løbet af få minutter, hvilket gør brillerne ubrugelige.
I de danske forsøg løses problemet ved at give VR-brillerne et eksternt anker, de kan bruge til orientere sig efter. Den ene controller, der normalt holdes i venstre hånd, placeres i en fast position foran astronauten med VR-brillerne. Controlleren udsender et mønster fra indbyggede infrarøde lysdioder, og det infrarøde lys opfanges af VR-brillernes fire kameraer. Så kan brillerne løbende kalibrere sig selv, i hvert fald så længe lysdioderne er i synsfeltet.
Løsningen er testet på en parabolflyvning, og folkene bag de danske forsøg er ret trygge ved, at VR-brillerne nok skal virke, når Andreas Mogensen skal teste dem på rumstationen.
»Når det gælder motion, er det helt sikkert konkurrenceelementet, der motiverer mig. Jeg skal ikke nødvendigvis konkurrere mod andre, bare mod mig selv. Jeg prøver altid at cykle lidt hurtigere end sidst.«
Emil Rosenlund Høeg er i øvrigt nysgerrig efter, om VR-teknologien kan hjælpe med at fastholde motivationen til at træne på ISS, nu hvor Andreas Mogensen skal være deroppe i et halvt år. Her kan det måske hjælpe løbende at få tilsendt nye 3D-videoer til VR-brillerne.
Den danske rumcykel på ISS kaldes CEVIS (Cycle Ergometer with Vibration Isolation and Stabilization System). Lige siden 2001 har DAC leveret CEVIS-motionscykler til rumstationen, hvor de har været brugt af mere end 170 astronauter.
Selv om astronauterne har lært at cykle på Jorden, skal de lære det forfra i rummet, for rumcyklen kræver en del tilvænning. Der er intet styr foran, men derimod håndtag på hver side af cyklen, og i den vægtløse tilstand giver en sadel ingen mening, for det er ikke muligt at sidde på den.
Det er ikke for sjov, Andreas Mogensen skal flyve rundt på Den Internationale Rumstation (ISS) de næste mange måneder. Han er der for at lave videnskab!
Blandt andet skal den danske astronaut udføre 10 eksperimenter fra danske forskningsprojekter, som strækker sig fra 3D-print til billeder af ‘jordskin’.
Du kan læse om dem ved at klikke her - eller du kan få det hurtige overblik herunder, hvor der også er links til Videnskab.dk's artikler, hvor vi går i dybden med nogle af eksperimenterne:
I rummet får astronauterne ikke hjælp fra tyngdekraften, når der skal trædes ned i pedalerne, og musklerne bruges på en anden måde, end de er vant til som almindelige cyklister på Jorden.
Før Andreas Mogensen kommer op til ISS, bliver den nuværende version af CEVIS byttet ud med en opdateret model kaldet FERGO (Flight ERGOmeter). Den nye udgave har den Bluetooth-funktionalitet, som gør det muligt for træningscyklen at kommunikere med VR-brillerne.
VR-teknologien kan selvfølgelig også bruges under aktiviteter end cykling.
Danish Aerospace Company er i fuld gang med at færdiggøre en ny motionsmaskine kaldet European Enhanced Exploration Exercise Device, forkortet E4D.
Den kan både bruges til cykling, roning, tovtrækning og en række forskellige vægtløftningsøvelser.
»Det er oplagt, at man tager et par VR-briller på, når man bruger vores romaskine. Så kan man ro om kap med andre i den virtuelle verden,« lyder det fra Thomas A. E. Andersen.
Firmaet forventer i øvrigt, at efterspørgslen efter rumcykler og andet træningsudstyr stiger i de kommende år.
Nye rumstationer er nemlig på vej. Rumorganisationerne i USA, Europa, Japan og Canada står bag rumstationen Lunar Gateway, der om nogle år skal i kredsløb om Månen, og adskillige private firmaer har planer om at bygge kommercielle rumstationer, der skal i kredsløb om Jorden.
På længere sigt går turen til Mars, hvor astronauterne skal være væk hjemmefra i langt over et år. Her stiller des endnu højere krav til den fysiske træning, så det ville ikke være dårligt, hvis VR-teknologien kunne hjælpe astronauterne med at holde humøret højt, mens kroppen holdes ved lige.
Læs mere om forskning i VR-motion i artiklen 'Kniber det med motivationen? Virtual reality kan gøre det sjovere at træne'.
Hver onsdag aften lander fascinerende artikler om astronomi og rumfart i din indbakke.
