elib
DLR-Header
DLR-Logo -> http://www.dlr.de
DLR Portal Home | Impressum | Datenschutz | Barrierefreiheit | Kontakt | English
Schriftgröße: [-] Text [+]

NEO – MARS ADAPTIVE TRAINING INTEGRATIVE KNOWLEDGE SYSTEM (MATRIKS) TO IMPROVE OPERATIONAL PERFORMANCE AND ITS NEURAL BASIS FOR SPACEFLIGHT

Jones, C.W. und Basner, M. und Bell, S. und Brauns, K. und Dinges, D.F. und Fischer, F. und Friedl-Werner, A. und Gerlach, D. und Gur, R.C. und Ivkovic, V. und Johannes, B.W. und Kuhn, S. und Mühl, C. und Piechowski, S.M. und Roalf, D. und Strangman, G. und Stahn, A.C. (2025) NEO – MARS ADAPTIVE TRAINING INTEGRATIVE KNOWLEDGE SYSTEM (MATRIKS) TO IMPROVE OPERATIONAL PERFORMANCE AND ITS NEURAL BASIS FOR SPACEFLIGHT. NASA Human Research Program Investigators’ Workshop, 2025-01-28 - 2025-01-31, Galveston, TX, USA.

[img] PDF
120kB

Kurzfassung

Exploration-class missions to Mars will necessitate an increasing dependence on onboard technologies to sustain astronaut neurobehavioral functioning and performance on operationally-relevant tasks. While astronaut training is extensive, effective retention and retrieval of the operational skillset and knowledge relevant for these missions will require more than pre-mission training alone. Furthermore, limited and delayed communication will constrain support from Mission Control and crews will thus rely on autonomous technologies to successfully perform postlanding operations. To bolster astronaut neurobehavioral functioning and performance during exploration-class missions this project aims to develop and assess an adaptive, just-in-time countermeasure that can consolidate and improve skills relevant to spaceflight operations. To achieve this aim, NASA established a Virtual NASA Specialized Center of Research (VNSCOR) referred to as the “Mars Adaptive Training Integrative Knowledge System (MATRIKS)”, which is comprised of the following projects: (1) “Trinity – Multi-Environment Virtual Training for Long Duration Exploration Missions”, (PI: A. Anderson, CU Boulder); (2) “Morpheus – A Haptic Sensory Supplement to Optimize In-Flight Adaptive Training for Human Control of Spacecraft Robotic Arms” (PI: S. Robinson, UC Davis); and the present project “Neo – Adaptive Training integrative knowledge System to Improve Operational Performance and its Neural Basis for Spaceflight” (PI: C.W. Jones, UPenn). Neo leverages the operationally-relevant and validated workstation, Six Degrees of Freedom (6DF), which simulates a rendezvous and docking maneuver using real spacecraft flight dynamics. It is designed to (1) train and improve sensorimotor skills relevant for in-flight and post-landing operational tasks; (2) feature an autonomous and adaptive training approach that does not rely on feedback from flight operations on the ground; (3) maximize the transfer of mission-relevant motor skills; (4) allow the assessment of the neural circuitry underlying the task; and (5) deliver the training in an applied and meaningful way. The Neo MATRIKS project consists of two overarching aims: 1. To identify the neural circuitry underlying spaceflight relevant tasks by performing a subset of 6DF tasks during functional magnetic resonance imaging (fMRI) in N=30 healthy adults with varying levels of 6DF experience. 2. To integrate the proposed 6DF autonomous intelligent tutor system in an additive manner with a haptic feedback intervention (Morpheus) and multi-environment virtual trainer (Trinity) as part of the VNSCOR MATRIKS. It is expected that Neo, Morpheus, and Trinity mutually complement each other to produce an effective countermeasure tool to acquire and retain operational skills that are critical for exploration-class missions. To assess the efficacy of this combined effort, the VNSCOR MATRIKS will collect data in one 45-day HERA campaign of N=16 crewmembers (four missions with N=4 crewmembers each). The primary goal is to identify changes in operational performance, indexed by the Robotic On-board Trainer for Research (ROBoT-r), in response to MATRIKS. As part of Neo, we will also examine whether the effects of MATRIKS transfer to general cognitive functioning (indexed by performance on the Cognition test battery), distinctive visuospatial abilities critical for performing telerobotic tasks (indexed by performance on the Spatial Cognition battery), and brain structure and neural circuitry of key brain networks relevant for spaceflight-related performance. A total of N=30 healthy adults participated in the study conducted at DLR to identify the neural basis of spaceflight-relevant operational performance. In close collaboration with the DLR leveraging :envihab facilities, the collection of multimodal neuroimaging and performance data was completed successfully. We will present the findings from the DLR study, specifically on the neural circuitry underlying 6DF performance. The expected significance of this project relates to its contribution to the development of effective countermeasures that facilitate the successful acquisition and retention of operational skills critical to the success of exploration-class missions. Support: Supported by NASA grant 80NSSC22K0648.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/214351/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:NEO – MARS ADAPTIVE TRAINING INTEGRATIVE KNOWLEDGE SYSTEM (MATRIKS) TO IMPROVE OPERATIONAL PERFORMANCE AND ITS NEURAL BASIS FOR SPACEFLIGHT
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Jones, C.W.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Basner, M.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bell, S.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Brauns, K.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Dinges, D.F.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fischer, F.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Friedl-Werner, A.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gerlach, D.Darius.Gerlach (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-7044-6065NICHT SPEZIFIZIERT
Gur, R.C.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ivkovic, V.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Johannes, B.W.Bernd.Johannes (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kuhn, S.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mühl, C.Christian.Muehl (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Piechowski, S.M.Sarah.Piechowski (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3790-376XNICHT SPEZIFIZIERT
Roalf, D.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Strangman, G.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Stahn, A.C.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2025
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:adaptive training, operational performance, isolation, neuroimaging, countermeasure, six degrees of freedom
Veranstaltungstitel:NASA Human Research Program Investigators’ Workshop
Veranstaltungsort:Galveston, TX, USA
Veranstaltungsart:Workshop
Veranstaltungsbeginn:28 Januar 2025
Veranstaltungsende:31 Januar 2025
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R FR - Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Mensch-Maschine Interaktion
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin > Schlaf und Humanfaktoren
Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin > Kardiovaskuläre Luft- und Raumfahrtmedizin
Hinterlegt von: Sender, Alina
Hinterlegt am:03 Jun 2025 11:28
Letzte Änderung:03 Jun 2025 11:28

Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags

Blättern
Suchen
Hilfe & Kontakt
Informationen
OpenAIRE Validator logo electronic library verwendet EPrints 3.3.12
Gestaltung Webseite und Datenbank: Copyright © Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Alle Rechte vorbehalten.