드레이퍼 연구소

Draper Laboratory
드레이퍼 연구소
유형독립 비영리 법인
산업방어
공간
바이오메디컬
에너지
설립.MIT 기밀 기기 개발 연구소(1932년)[1]
찰스 스타크 드레이퍼 연구소(1973년)
본사555 테크놀로지 스퀘어, MA 02139-3563
장소수
4
주요 인물
William LaPlante 박사, 사장 겸 CEO(2020–)[2]
수익.6억7220만달러(2020년 기준)[3]
종업원수
1,700[4][5]
웹 사이트www.draper.com

Draper Laboratory는 미국 매사추세츠주 캠브리지에 본사를 둔 비영리 연구 개발 기관으로, 공식 명칭은 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc(CSDL)[6]입니다.이 연구소는 국가 안보, 우주 탐사, 의료 및 에너지 문제에 대한 첨단 기술 솔루션의 설계, 개발 및 배치를 전문으로 합니다.

1932년 매사추세츠공대(MIT)의 찰스 스타크 드레이퍼가 항공계기를 개발하기 위해 설립한 연구소는 MIT 계기연구소(Instrumentation Laboratory)로 불리게 됐다.이 기간 동안 이 연구소는 최초의 실리콘 집적회로 기반 [7]컴퓨터인 아폴로 가이던스 컴퓨터를 개발한 것으로 가장 잘 알려져 있습니다.1970년에 설립자의 이름을 따서 개명하고, 1973년에 MIT로부터 독립해 비영리 단체가 [1][7][8]되었습니다.

실험실 직원의 전문 지식에는 안내, 내비게이션 및 제어 기술 및 시스템, 내결함성 컴퓨팅, 고급 알고리즘 및 소프트웨어 시스템, 모델링 및 시뮬레이션, 마이크로 전기 시스템 및 멀티칩 모듈 [9]기술이 포함됩니다.

역사

명령 모듈의 제어판에 장착된 Apollo Guidance Computer의 디스플레이 및 키보드(DSKY) 인터페이스와 위에 FDAI(Flight Director Attachment Indicator)

1932년 MIT 항공학과 교수인 Charles Stark Draper는 항공기의 추적, 제어 및 항해에 필요한 계측기를 개발하기 위해 교육 연구소를 설립했다.제2차 세계대전 동안 드레이퍼의 연구실은 비밀 기구 개발 연구소로 알려져 있었다.나중에 MIT Instrumentation Laboratory 또는 I-Lab으로 이름이 변경되었습니다.1970년 현재,[10] 그것은 캠브리지의 오스본 거리 45번지에 위치해 있다.

이 연구소는 1970년에 설립자의 이름을 따서 개명되었으며 1973년까지 MIT의 일부로 남아 있다가 비영리 연구 개발 [1][7][11]법인이 되었다.독립 법인으로의 이행은 베트남 전쟁 [12]당시 군사 연구를 하고 있던 MIT 연구소의 매각 압력에서 비롯되었다.

MIT에서 분리되면서, 연구소는 처음에 75개의 캠브리지 파크웨이와 MIT 근처의 다른 산재된 건물로 옮겨졌고, 555 기술 광장에 450,000 평방 피트(42,0002 m)의 중앙 집중식 새 건물을 세울 수 있었다.스키드모어, 오윙스 & 메릴(시카고)이 설계한 이 복합단지는 1976년에 문을 열었다(나중에 "로버트 A"로 개명).1992년 더피 빌딩).[7]

1984년에 새로 지어진 17만 평방 피트 (16,0002 미터)의 알버트 G. 힐 빌딩은 One Hampshire Street에 문을 열었고, 도로를 가로질러 안전하게 밀폐된 보행자 스카이 [7][13]브릿지를 통해 본관과 연결되었습니다.그러나 1989년 Draper Lab은 조기 퇴직, 감원 및 비자발적 [7]해고를 통해 2000명 이상의 인력을 절반으로 감축해야 했습니다.이러한 급격한 감소는 국방 자금의 감축과 정부 계약 [7]규칙의 변경으로 인해 야기되었다.이에 따라 드레이퍼는 우주탐사, 에너지자원, 의료, 로봇, 인공지능 등의 분야에서 비국방 국가목표 달성을 위한 업무를 확대하고 비정부 [7]업무도 확대해 10년 [14]만에 1400여 명으로 확대했다.

2017년에는 원래 건물 사이에 있던 기존의 야외 안뜰을 보안검색, 접수, 반공개 구역, 임시 전시 공간, 직원 식당 [15][14]시설 등을 수용하기 위해 밀폐된 20,000평방피트(1,900m2)의 다층 아트리움으로 개조하였다.보스턴의 건축가 엘커스 맨프레디가 디자인한 개방적이고 통풍이 잘 되는 실내 공간은 녹색 벽식물과 [16][17][18]풍부한 좌석을 특징으로 합니다.

연구실 프로그램의 주요 초점은 미국 국방부와 NASA의 요구를 충족시키기 위한 고급 지침, 항법 및 제어(GN&C) 기술의 개발과 조기 적용이었다.이 연구소의 업적은 해저 발사 탄도 미사일의 정확하고 신뢰할 수 있는 유도 시스템의 설계와 개발뿐만 아니라 아폴로 우주 비행사들의 달과 지구로의 안전한 귀환을 끝없이 안내한 아폴로 유도 컴퓨터의 개발도 포함하고 있다.실험실은 상업 및 군용 항공기, 잠수함, 전략 및 전술 미사일, 우주선 및 미가공 [19]차량의 GN&C를 위한 관성 센서, 소프트웨어 및 기타 시스템 개발에 기여했다.

아폴로 프로젝트에는 NASA 아폴로 11호 달 착륙을 위한 온보드 미션 소프트웨어를 코드화한 돈 에일스, 마가렛 해밀턴, 할 라닝과 같은 프로그래머들의 작업이 포함되었다.관성 기반 GN&C 시스템은 UGM-27 폴라리스 미사일 프로그램을 시작으로 잠수함 발사 탄도미사일을 목표물로 유도하기 위해 오랜 시간 동안 해저에서 탄도 미사일 잠수함을 항해하는 데 중심적이었다.

장소

Draper는 미국의 여러 도시에 [4]지사를 두고 있습니다.

이전 위치에는 사우스 플로리다 대학(생명공학 센터)의 플로리다 탬파가 포함됩니다.

기술 분야

원래 로고는 내비게이션과 안내 기술을 강조하였으며, 이후 연구소는 다양한 전문 분야를 보유하고 있습니다.

웹사이트에 [4]따르면, 실험실 직원은 자신의 전문 지식을 항공, 육상, 해양 및 우주 시스템, 정보 통합, 분산 센서와 네트워크, 정밀 유도 군수품, 생물의학 공학, 화학/생물학적 방어, 에너지 시스템 모델링 및 관리에 적용합니다.Draper는 필요에 따라 파트너와 협력하여 기술을 상업 생산으로 전환합니다.

이 연구소는 7가지 기술 전문 분야를 망라하고 있습니다.

  • 전략 시스템: 가이던스, 내비게이션, 제어(GN&C) 전문지식을 하이브리드 GPS 지원 기술 및 잠수함 항법 및 전략무기 보안에 적용.
  • 우주 시스템: "NASA의 행성 탐사 기술 개발 파트너이자 이행 에이전트"로서 GN&C 및 고성능 과학 기기의 개발.국가 안보 공간 분야에도 전문지식이 대응하고 있습니다.
  • 전술 시스템:해상 정보, 감시, 정찰(ISR) 플랫폼 개발, 소형화된 군수품 지침, 물질용 유도 공중 전달 시스템, 군인 중심의 물리적 및 의사결정 지원 시스템, 안전한 전자 장치와 통신, 미사일 방어 교전을 위한 조기 요격 지침.
  • 특별 프로그램:개념 개발, 프로토타이핑, 저율 생산 및 다른 기술 분야와 연결된 최초의 시스템을 위한 현장 지원.
  • 바이오메디컬 시스템:마이크로 전자 기계 시스템(MEMS), 의료 기술의 마이크로 유체 응용 및 소형화된 스마트 의료 기기.
  • 공중전 및 ISR: 애플리케이션 타깃팅 및 타깃 플래닝용 인텔리전스 테크놀로지.
  • 에너지 솔루션: 석탄 화력발전소나 국제우주정거장을 포함한 복잡한 에너지 생성 및 소비 시스템 전반에서 기기의 신뢰성, 효율성 및 성능을 관리합니다.

주목할 만한 프로젝트

USS 조지 워싱턴호(SSBN-598)는 물에 잠기는 동안 관성 항해에 의존했고 UGM-27 폴라리스 미사일은 목표물을 찾기 위해 관성 유도 장치에 의존했다.

뉴스에서 표면화된 프로젝트 영역은 최근 2003년 Draper Laboratory의 관성 항법 핵심 전문 지식을 언급했습니다.최근에는 혁신적인 우주 항법 주제, 센서와 컴퓨터에 의존하여 자율적인 결정을 내리는 지능형 시스템, 나노 스케일 의료 기기에 대한 연구로 초점이 옮겨지고 있습니다.

관성 항법

실험실 직원은 비용을 절감하고 신뢰성을 개선하기 위해 위성항법시스템(GPS)의 입력을 관성항법시스템 기반 항법에 통합하는 방법을 연구했다.군사용 관성 항법 시스템(INS)은 적대적 차단 또는 신호 방해의 위협 때문에 경로 수정에 GPS 위성 가용성에 전적으로 의존할 수 없습니다(점차적인 오류 증가 또는 "떠돌기"에 의해 필요).정확도가 낮은 관성 시스템은 일반적으로 비용이 적게 드는 시스템을 의미하지만 GPS와 같은 다른 소스로부터 더 자주 위치를 재보정해야 하는 시스템을 의미합니다.GPS와 INS를 통합하는 시스템은 하드웨어의 [20]통합 정도에 따라 "느슨하게 결합됨"(1995년 이전), "긴밀하게 결합됨"(1996-2002년 이후) 또는 "깊이 통합된"(2002년 이후)으로 분류됩니다.2006년 현재, 많은 군사 및 민간 용도가 GPS와 INS를 통합할 것으로 예상되었으며,[21] 여기에는 대포에서 발사될 때 20,000g을 견딜 수 있는 깊이 통합된 시스템을 갖춘 포탄이 포함될 가능성이 포함되어 있다.

우주 내비게이션

국제우주정거장의 운영에는 몇 가지 드레이퍼 연구소 기술이 사용된다.

2010년 Draper Laboratory와 MIT는 Next Giant Leap 팀의 일원으로 다른 두 파트너와 협력하여 Google Lunar X Prize를 획득하기 위한 보조금을 획득하여 최초의 민간 자금 지원 로봇을 달에 보냈습니다.이 상을 받으려면 로봇은 달 표면을 가로질러 500m를 이동해야 하며 비디오, 이미지, 그리고 다른 데이터를 지구로 전송해야 한다.연구팀은 [22][23]드레이퍼 연구소의 유도, 항법, 제어 알고리즘을 이용해 우주 환경에서의 조작을 시뮬레이션하기 위해 "지상 인공 달 및 중력 감소 시뮬레이터"를 개발했다.

2012년 텍사스 휴스턴의 드레이퍼 연구소 엔지니어들은 "최적 추진체 기동"이라고 불리는 국제 우주 정거장을 회전시키기 위한 새로운 방법을 개발했는데, 이는 이전 방식보다 94%를 절감했다.알고리즘은 "추력기의 위치와 중력 및 자이로스코프 [24]토크의 영향"을 포함하여 스테이션의 움직임에 영향을 미치는 모든 것을 고려합니다.

2013년 현재 Draper는 장기 우주 비행 중 뼈 손실을 완화하고 근육 긴장 상태를 유지하기 위해 우주인의 팔다리의 움직임에 대한 저항을 생성하는 제어 모멘트 자이로스(CMG)를 사용하는 궤도용 의류를 개발하고 있습니다.이 유닛은 가변 벡터 대책 슈트(V2Suit)라고 불리며, CMG를 사용하여 움직임에 대한 저항과 인위적인 "다운" 감각을 만들어 균형과 움직임 조정을 지원합니다.각 CMG 모듈은 카드 한 벌 정도의 크기입니다.개념은 "지구에 착륙하기 전 또는 장기 임무 [25]내내 정기적으로" 착용하는 것입니다.

2013년 드레이퍼/MIT/NASA 팀은 우주 비행사가 실수로 우주선에서 풀려났을 때 "추진적 자구"를 위해 고안된 우주복인 NASA의 "EVA 구조를 위한 간이 지원" (SAFER)의 현재 기능을 확장하는 CMG 확장 우주복을 개발하고 있었다.우주 비행사들이 저중력 환경에서 도구를 사용할 때 CMG로 증강된 우주복은 현재 사용할 수 있는 것보다 더 나은 대항력을 제공할 것이다.지구에서는 중력으로부터 대항력을 이용할 수 있다.그것이 없다면, 가해지는 힘은 직선이든 회전이든 반대 방향으로 동일한 힘을 가져올 것이다.우주에서, 이것은 우주비행사를 통제 불능으로 보낼 수 있다.현재 우주인들은 작업 중인 표면에 몸을 붙여야 한다.CMG는 기계적 연결이나 [26]중력에 대한 대안을 제공할 것이다.

상용 달 탑재 서비스

상세 정보:상용 달 탑재 서비스

2018년 11월 29일, 드레이퍼 연구소는 NASA에 의해 상용 달 페이로드 서비스 계약자로 선정되었으며,[27] 이를 통해 NASA가 달에 과학기술 페이로드 운송을 입찰할 수 있게 되었다.드레이퍼 연구소는 공식적으로 아르테미스-7이라고 [28][29]불리는 달 착륙선을 제안했다.회사 측은 숫자 7이 아폴로 달 착륙 6회 이후 [29]드레이퍼 연구소가 참여하는 7번째 달 착륙선 임무를 의미한다고 설명했다.이 랜더의 컨셉은,[30] 이 벤처의 Draper의 팀 멤버인 ispace라고 불리는 일본 기업의 디자인에 근거하고 있습니다.이 벤처의 하청업체에는 착륙선을 제조하는 제너럴 아토믹스와 착륙선을 [30][31]위한 발사 서비스를 주선하는 스페이스 플라이트 인더스트리가 포함됩니다.

인텔리전트 시스템

드레이퍼 연구원은 로봇 장치가 실수로부터 학습할 수 있도록 인공지능 시스템을 개발합니다.이 작업은 육군 미래 전투 시스템과 관련된 DARPA의 자금 지원을 위한 것입니다.이 능력을 통해 포화를 받고 있는 자치단체는 그 도로가 위험하다는 것을 알고 안전한 경로를 찾거나 연료 상태와 손상 상태를 인식할 수 있다.2008년 현재 폴 드비테토는 이 연구소에서 [32]인지 로봇 그룹을 이끈 것으로 알려졌다.

2009년 현재, 미 국토안보부는 드레이퍼 연구소와 다른 협력자들에게 카메라와 검문 대상자의 행동을 감시하는 다른 센서로 잠재적 테러리스트를 탐지하는 기술을 개발하기 위해 자금을 지원했다.이 프로젝트는 FAST(Future Attribute Screening Technology)라고 불립니다.그 신청은 후속 심사 후보자를 평가하기 위한 보안 검색대용일 것이다.테크놀로지의 데먼스트레이션에서는 프로젝트 매니저 Robert P.번즈는 이 시스템이 [33]기만 심리에 대한 실질적인 신체 연구를 통해 악의적 의도와 선의의 고통 표현을 구별하기 위해 고안되었다고 설명했다.

2010년 현재 Draper Laboratory의 전술 시스템 프로그램 책임자인 Neil Adams는 비행 정찰 플랫폼을 소형화하는 국방 고등 연구 프로젝트 기관(DARPA)의 나노 항공 장치(NAV) 프로그램의 시스템 통합을 주도하고 있습니다.여기에는 차량, 통신 및 지상 제어 시스템을 관리하는 작업이 수반되며, NAV는 센서 페이로드를 운반하여 원하는 임무를 수행할 수 있습니다.NAVS는 GPS 신호가 거의 없거나 전혀 없는 도시 지역에서 작동해야 하며, 시각 기반 센서와 [34]시스템에 의존해야 합니다.

의료 시스템

미세 유체 장치는 교정 치료법을 전달하기 위해 사람에게 이식될 가능성이 있다.

2009년, 드레이퍼는 매사추세츠 안과 귀 의무실과 협력하여 "미세 전기 기계 시스템(MEMS)의 측면을 미세 유체 공학으로 병합하여 매우 작은 규모의 유체를 정밀하게 제어할 수 있는" 이식 가능한 약물 전달 장치를 개발했습니다.이 장치는 "유연하고 유체가 채워진 기계"로, 팽창하고 수축하는 튜브를 사용하여 정의된 리듬의 채널을 통해 유체의 흐름을 촉진하며, 환경 입력에 적합한 마이크로 스케일 펌프에 의해 구동됩니다.미국 국립보건원의 자금 지원을 받는 이 시스템은 "귀의 매우 민감한 부위에 적은 양의 액체 약물을 전달함으로써 청각 상실을 치료할 수 있으며, 이 이식물은 감각 세포가 다시 자라나 궁극적으로 환자의 [35]청력을 회복할 수 있게 됩니다.

2010년 현재 Draper Laboratory의 Heather Clark는 손가락을 찌르지 않고 혈당 농도를 측정하는 방법을 개발하고 있습니다.이 방법은 환자가 피부에 바르는 작은 문신 같은 나노 센서를 사용한다.센서는 근적외선 또는 가시광선 범위를 사용하여 포도당 농도를 결정합니다.보통, 혈당 수치를 조절하기 위해, 당뇨병 환자들은 핀프릭으로 얻은 혈액을 한 방울씩 채취하고 포도당 수치를 측정할 수 있는 기계에 샘플을 삽입함으로써 하루에 몇 번 혈당을 측정해야 한다.나노센서 접근법은 이 [36]과정을 대체할 것이다.

주목할 만한 혁신

실험실 직원들은 팀을 이루어 관성 안내와 디지털 컴퓨터에 기반하여 새로운 내비게이션 시스템을 만들어 공간 위치 결정에 필요한 계산을 지원했다.

  • Mark 14 Gunsight (1942)- 제2차 세계대전[37] 당시 해군 함정에 탑재된 대공포의 조준 정밀도 향상
  • 공간관성기준장치(SPIRE)(1953)—실험실이 1953년 일련의 비행 [21][38]테스트에서 실현 가능성을 입증한 항공기를 위한 자율적인 모든 관성 항법.
  • 라닝과 지엘러 체제(1954년: '조지'라고도 불린다): Hal Laning과 Neal Zierler가 설계한 초기 대수 컴파일러.[39]
  • Q-guidance—할 라닝과 리처드[40] 배틴이 개발한 비산물 유도 방법
  • 아폴로 안내 컴퓨터 -최초로[41] 도입된 컴퓨터로서 온보드형 자동 내비게이션의 집적회로 테크놀로지를 이용.
  • 디지털 플라이 바이 와이어—조종사가 항공기의 제어[42] 표면에 기계적으로 연결되지 않고 항공기를 제어할 수 있는 제어 시스템
  • 폴트 톨러런스 컴퓨팅: 여러 컴퓨터를 동시에 사용하여 작업을 수행할 수 있습니다.한 대의 컴퓨터가 고장나면 항공기나 다른 시스템의 안전이 [43]위태로울 때 다른 컴퓨터가 중요한 기능을 인계받을 수 있습니다.
  • 마이크로일렉트로메카니컬(MEMS) 테크놀로지: 최초의 마이크로 기계 자이로스코프를 [44]가능하게 한 마이크로 기계 시스템.
  • 자율 시스템 알고리즘 - 우주선의 자율 랑데부 및 도킹이 가능한 알고리즘, 수중 차량용 시스템
  • 관성 항법 시스템과 결합된 GPS—차량 또는 시스템이 GPS 거부 환경에[20] 들어갔을 때 연속 항법을 허용하는 수단

아웃리치 프로그램

Draper Laboratory는 교육 프로그램 및 공개 전시를 통해 기술 인재 육성 및 인정에 자원을 일부 활용하고 있습니다.또한 미국 국립공학아카데미가 관리하는 소위 "공학 노벨상" 3개 중 하나인 찰스 스타크 드레이퍼상도 후원하고 있습니다.

전람

오른쪽 상단에 소프트웨어 개척자 마가렛 해밀턴의 그림이 있는 '해크 더 문' 전시회에 참석한 아폴로 안내 컴퓨터

Draper Laboratory는 Duffy 빌딩의 중앙 아트리움 공간 정면에 있는 특별한 세미 퍼블릭 공간에서 공개되는 무료 전시 및 이벤트를 수시로 개최합니다.예를 들어, 2019년 Draper는 1969년 7월 20일 첫 아폴로 달 착륙 50주년을 기념하는 Hack the Moon을 선보였다.이번 전시회에서는 드레이퍼에서 개발한 아폴로 가이던스 컴퓨터 하드웨어와 돈 에일스, 마가렛 해밀턴, 할 라닝 등 드레이퍼 스태프가 개발한 미션 소프트웨어가 전시됐다.방문객들은 소프트웨어 시뮬레이터로 아폴로 달 착륙을 연습한 후 우주 비행사들이 실제 임무를 연습하기 위해 사용한 것과 같은 실물 크기의 모션 시뮬레이터에 탑승하면서 착륙을 시도할 수 있다.드레이퍼 직원들과 은퇴자들의 대화와 무료 공개 콘서트는 축제를 마무리 지었다.이 [45][46][47]기념일을 기념하기 위해 특별한 Hack the Moon 웹사이트가 만들어졌다.

다른 전시회에서는 Draper에서 실시된 연구 프로젝트의 다양한 측면을 강조하여 고용 기회에 대한 정보를 제공하고 있습니다.모든 방문객은 공항에서 사용되는 것과 유사한 보안 스캐너를 통과해야 하지만, 준 공공 [48]구역에 접근하기 위해서는 특별한 보안 허가가 필요하지 않습니다.

기술 교육

연구에 기반을 둔 드레이퍼 펠로우 프로그램은 매년 [49]약 50명의 대학원생을 후원한다.학생들은 정부, 군, 산업, 교육 분야의 리더 자리를 채우도록 훈련받는다.이 연구소는 또한 대학 R&D 프로그램을 통해 교직원 및 수석 연구원과 함께 캠퍼스 내 연구비를 지원하기도 합니다.학부생에게 취업과 인턴십 기회를 제공한다.

Draper Laboratory는 [50]1984년에 설립된 STEM(과학, 기술, 엔지니어링, 수학) K-12 및 커뮤니티 교육 지원 프로그램을 실시합니다.이 연구소는 매년 175,000달러 이상을 지역사회 관계 프로그램을 [51]통해 분배하고 있다.이러한 기금에는 인턴십, 협동조합, 과학축제 참가, 투어 및 연사 제공 등이 포함되며, 이는 이 [52]사명의 연장선상에 있습니다.

2021년을 기점으로 드레이퍼 연구소도 드레이퍼 스파크를 후원하고 있습니다!워싱턴 DC 국립 몰에 있는 국립 미국 역사 박물관에 있는 연구실입니다.스미스소니언 협회가 운영하는 체험 발명 작업장은 모든 방문객이 무료로 이용할 수 있으며,[53] 6세에서 12세 사이의 어린이들을 위한 교육 활동에 초점을 맞추고 있다.

드레이퍼상

이 회사는 국립공학아카데미가 관리하는 찰스 스타크 드레이퍼상을 수여하고 있다.이 상은 "인류의 복지와 자유에 있어 중요한 이익과 현저한 개선을 가져온 방식으로 혁신적인 공학적 성과와 실천으로의 감소를 인정하는 것"을 수여한다.엔지니어링 분야의 업적은 모두 500,000달러의 [54]상금을 받을 수 있습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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