구조로봇

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구조 로봇은 인간의 수색과 구조를 돕기 위해 고안된 로봇이다.^[1] 그들은 수색, 지도 작성, 잔해 제거, 보급품 전달, 치료 제공 또는 사상자 대피를 통해 구조 활동을 도울 수 있다.

9.11 테러, 후쿠시마 제1 원자력 재난, 2016년 아마트리체 지진에 대한 구조와 대응 노력에 비록 성공할지 의문이지만, 구조 로봇은 사용되었다. TRADR과 SHERPA와 같은 몇몇 프로젝트들이 더 많은 구조 로봇 기술을 개발하는데 전념하고 있다.

사용 사례

9/11

구조 로봇은 9.11 테러 이후 희생자와 생존자를 찾는 데 사용되었다.^[2]

9월 11일 재난 동안, 구조 로봇들은 처음으로 실제로 테스트를 받았다. 그들은 생존자와 시신을 찾기 위해 잔해로 보내졌다. 이 로봇들은 세계무역센터 잔해 속에서 일하는 데 어려움을 겪었고, 계속해서 갇히거나 부서지고 있었다. 그 이후로 구조 로봇에 대한 많은 새로운 생각이 형성되었다. 기술자들과 과학자들은 로봇의 모양을 바꾸고 바퀴에서 바퀴가 없는 것으로 바꾸려고 노력하고 있다. "수색되고 구조된 로봇이 14년도 안 돼 널리 쓰이려면 강력한 정부 자금과 지원이 필요하다."^[3] 이것은 정부의 도움 없이는 이러한 장치의 기술을 이용할 수 없거나 비용이 너무 많이 든다는 것을 의미한다. 이 로봇들은 재난 시나리오에서 매우 중요하며, 바라건대 더 나은 방향으로 변화를 가져오고 있다.

후쿠시마 다이이치 원자력 재해

아마트리체 포스트 지진

로봇

그라운드

에어리얼

마린

생물학 영감을 받은

• 조지아 공대의 생물물리학자 대니얼 골드만과 같은 사람들은 피오레가 "ATV보다는 사마귀 도마뱀"이라고 말하는 로봇을 만들기 시작했다.^[4] 골드만은 사구 도마뱀의 움직임을 연구하고 연구하며 그것을 자신의 로봇 아이디어로 발전시키려고 많은 시간을 투자해 왔다. Piore는 그의 로봇이 "수면으로 되돌아가는 더 깊은 고통을 주거나 뱀처럼 숨을 수 있을 것"^[4]이라고 말한다. 마치 사구 도마뱀처럼. 이것은 많은 재난 시나리오에서 도움이 될 것이다. 골드만은 이 로봇을 세계무역센터 참사처럼 돌무더기 같은 지형에서 조종할 수 있도록 개발하려고 한다.
• 머피는 대부분의 구조 로봇은 실제상황에서는 테스트되지 않으며 로봇이 다룰 수 있는 상황에서는 테스트되지 않는다고 말한다. 이러한 문제들에 대한 가능한 해결책은 로봇공학 부교수인 Howie Choset가 연구하고 있는 것이다. 초셋은 "뱀 로봇"을 만드는 일을 하고 있다. 이 뱀 로봇들은 "다중 관절이 있는 얇고 다리가 없는 장치"이다. 이 뱀 로봇들은 보통 바퀴 달린 로봇들이 갈 수 없는 곳으로 이동하는데 사용될 것이다. 그 기술은 여전히 약간의 작업이 필요하며 그들이 그들과 함께 겪고 있는 시련은 완벽하지 않다. 대부분의 시험과 연구는 조선왕조를 도와 이 뱀 로봇들을 개선시키고 있다. "더 많은 동물 연구가 도움이 될 것이다."라고 Choset은 말한다. 이 로봇은 뱀과 움직임을 기본으로 하지만 뱀은 200개의 뼈로 이루어져 있고 로봇은 15개의 링크로 이루어져 있다는 점을 고려하면 기능성에 문제가 있다.

검색 및 구조 프로젝트

TRADR ^[5]

TRADR은 검증된 사용자 중심 설계 방법론을 사용하여 며칠 또는 몇 주가 걸릴 수 있는 임무에서 여러 종류에 걸쳐 확장되는 도시 수색 및 구조 재해 대응 노력을 지원하기 위해 인간 로봇 팀을 위한 새로운 과학 및 기술을 개발한다. 이 새로운 기술은 비상사태에 대한 로봇 지원 대응 중 경험을 지속시킨다. 다양한 종류의 로봇들이 인간 팀원들과 협력하여 재해 환경을 탐색하거나 수색하고, 사고 현장에서 물리적인 샘플을 수집한다. TRADR은 이러한 협력 노력을 통해 팀이 여러 비동기 분류(영구적 환경 모델)를 통해 재해 지역에 대한 이해를 점차적으로 발전시켜, 해당 지역에서 작업하는 방법에 대한 팀원들의 이해도를 향상시키고, 팀워크(영구적 인간-R)를 개선할 수 있도록 한다.오보트 팀 구성). TRADR은 산업재해 시나리오에 초점을 맞추고 있지만, 2016년 9월 1일 이탈리아 아마트리체에서 로봇의 TRADR 배치에서 보여지듯이, 이 기술은 지진 구조와 같은 다른 재난, 비상 및 도시 수색 구조(USAR) 시나리오에서 로봇을 사용하는 데 동일하게 적용 가능하다.

셰르파

고산 시나리오처럼 실제 적대적인 환경에서 수색과 구조 활동을 지원하는 혼합 그라운드와 공중 로봇 플랫폼을 개발하는 것이 SERPA의 목표다.

기술 플랫폼과 알파인 구조 시나리오는 상담과 관련된 인지 및 통제에 관한 많은 연구 주제를 다루는 기회다.

과학적인 관점에서 이 프로젝트를 잠재적으로 매우 풍부하게 만드는 것은 SHERPA 시스템의 다른 행위자들이 소유할 이질성과 능력이다: "인간" 구조자는 "바쁜 천재"이며 지상 차량과 함께 "지능형 당나귀"로, 그리고 공중 플랫폼, 즉 "훈련된 말벌"과 "애완동물"과 같은 것이다.올링 매" 실제로 이번 연구활동은 '바쁜 천재'와 'SHERPA 동물'이 공통의 목표 달성을 위해 각자의 특성과 역량을 가지고 어떻게 상호 작용하고 협력하는지에 초점을 맞추고 있다.

고급 제어 능력과 인지 능력이 혼합된 SERPA 시스템은 어려운 환경에서도 구조 현장에 대한 인식을 개선하여 구조자를 지원하는 것을 목표로 하며 구조 활동에서 "바쁜" 경우가 많다(따라서 플랫폼을 감독할 수 없음). 따라서 플랫폼의 강력한 자율성, 인지능력의 획득, 협업 전략, 연구 활동에 동기를 부여하는 "천재"와 "SHERPA 동물" 사이의 자연적 및 암묵적 상호작용에 중점을 둔다.

이카루스

무인검색구조장치의 도입은 인간의 생명을 구하고 수색구조(SAR) 과정을 앞당길 수 있는 귀중한 도구를 제공할 수 있다. 아이카루스는 무인 SAR 기술 개발에 집중한다.

무인 수색 구조 도구의 개발을 위한 연구 노력에 관한 방대한 문헌이 있다. 그러나 이러한 연구 노력은 무인 검색과 구조 도구는 최종 사용자에게 길을 찾는 데 큰 어려움을 겪고 있는 현장의 실제 현실과는 대조적이다.

ICARUS 프로젝트는 무인 검색 및 구조용 통합 부품의 툴박스를 개발함으로써 리서치 커뮤니티와 최종 사용자 간의 격차를 해소하기 위한 목적으로 이러한 문제들을 해결한다.

유럽위원회는 라킬라, 아이티, 일본에서 지진이 발생한 후 실험실에서 개발한 (로보틱) 기술과 수색구조(SAR) 작전과 위기관리를 위한 지형에서의 (로보틱스) 기술 사용 사이에 큰 차이가 있음을 확인했다. 이에 따라, 유럽 위원회의 기업 및 산업 국장은 "인간" 위기 개입 팀을 지원할 수 있는 로봇 도구를 개발하는 것을 목표로 하는 연구 프로젝트인 ICARUS에 자금을 지원하기로 결정했다.M€)에 자금을 지원하기로 결정했다.

DARPA 로보틱스 챌린지(DRC)

국방부의 전략계획은 합동군이 인도주의, 재난구호, 관련 작전을 수행할 것을 요구하고 있다. 구조 및 구호 인력의 건강과 복지에 대한 심각한 위험으로 인한 일부 재난은 시기적절하고 효과적인 인간 대응을 위해 규모나 범위가 너무 크다는 것이 입증된다. DARPA 로보틱스 챌린지(DRC)는 재난 대응 운용에 대해 인간이 감독하는 로봇 기술의 혁신을 촉진함으로써 이 문제를 해결하고자 한다.

DRC의 주요 기술적 목표는 위험하고 성능이 저하되고 인간이 설계한 환경에서 복잡한 작업을 수행할 수 있는 인간이 감독하는 지상 로봇을 개발하는 것이다. DRC의 경쟁사들은 수동 도구에서 차량에 이르기까지 인간 환경에서 흔히 사용할 수 있는 표준 도구와 장비를 활용할 수 있는 로봇을 개발하고 있다.

DRC는 목표 달성을 위해 감독 자율성, 탑재 및 탑재 해제 이동성, 플랫폼의 민첩성, 강도, 지구력 등의 기술을 발전시키고 있다. 특히 감독 자율성의 개선은 비전문가 감독자에 의한 로봇의 보다 나은 제어를 가능하게 하고, 통신의 저하(저대역, 높은 지연, 간헐적 연결)에도 불구하고 효과적인 운영을 가능하게 하는 것을 목표로 한다.

R4 프로그램

전 세계에서 온 15명의 과학자들이 연방재난관리국(Federal Emergency)의 인디애나에서 온 수색구조 전문가 팀에 모였다. 그들은 구조 로봇의 문제점을 찾기 위해 함께 배치되었다. 그들은 함께 R4 프로그램을 만들었다. 그것은 연구와 대응을 위한 Rescue Robots for Research and Response. 이것은 3년간의 보조금이며, 구조 로봇 기술과 인간의 성능을 향상시키기 위해 있다. 이 기간 동안 세 대의 로봇이 시험되었고 네 번째 로봇이 과학자들에게 소개되었다. 각각의 로봇들은 잔해 속에서 약 한 시간 동안 움직였고 그들의 움직임과 잔해 속에서 얼마나 잘 헤쳐나갈 수 있는지에 대해 관찰되었다. 그들은 비슷한 재난에 더 잘 대비할 수 있도록 세계무역센터 재난의 잔해 위에 있는 로봇들을 시험했다. 그들은 이 구조 로봇으로 두 가지를 찾고 있었다. 첫째, 매우 어수선하고 불리한 환경에서 구조대원들의 희생자와 안전하지 못한 상태를 어떻게 탐지할 것인가. 둘째, 특정 공간의 센서 커버리지를 보장하는 방법. 한 일련의 실험에서 로봇은 어둡고 지뢰와 같은 상태에 놓였다. 하지만 로봇들은 목표물의 절반을 찾을 수 없었다. 만약 그들이 이러한 로봇들이 제대로 작동하기를 기대한다면, 약간의 변화가 필요할 것이다. 그러나 일단 그들이 필요로 하는 것이 무엇인지 알아내면, 그들은 희망컨대 큰 목적을 달성하고 구조자들에게 더 큰 자산이 될 것이다.

참고 항목

• 수색구조
• 구조 로봇 대회

추가 읽기

• 로빈 R. 머피: 재난 로봇공학. MIT 프레스, 케임브리지 2014, ISBN978-0-262-02735-9

참조

외부 링크

• 로봇 지원 검색 및 구조 센터