무인 지상차

Unmanned ground vehicle
이 기사는 일반적인 자동차 등급에 관한 것이다.시스템에 대해서는 자동 운전 시스템을 참조하십시오.도로 차량에 대한 적용은 자가 운전 자동차를 참조하십시오.
검투사 전술 무인 지상차
무인 하이브리드 탱크

무인 지상 차량(UGV)은 탑승자가 탑승하지 않고 지상과 접촉하면서 작동하는 차량이다.UGV는 작업자가 상주하는 것이 불편하거나 위험하거나 불가능할 수 있는 많은 응용 프로그램에 사용할 수 있습니다.일반적으로 차량에는 환경을 관찰하기 위한 센서 세트가 있으며, 차량의 동작에 대한 결정을 자율적으로 내리거나 원격 조작을 통해 차량을 제어할 다른 위치의 인간 작업자에게 정보를 전달합니다.

UGV는 무인 항공기와 무인 수중 비행기의 육지 기반 부품이다.무인 로봇 공학은 민간과 군사 모두에서 다양한 지루하고 지저분하고 위험한 활동을 수행하기 위해 활발하게 개발되고 있다.

역사

RCA 무선 조종 차량입니다1921년 오하이오 주 데이턴

작동하는 원격 제어 자동차가 RCA의 World Wide Wireless 잡지의 1921년 10월호에 보고되었습니다.이 차는 무인화되었고 무선으로 조종되었다; 이 기술은 언젠가 [1]탱크에 적응할 수 있을 것으로 생각되었다.1930년대에 소련은 다른 탱크의 무선으로 원격으로 제어되는 기관총으로 무장한 탱크인 텔레탱크를 개발했다.이것들은 핀란드를 상대로 한 겨울 전쟁 (1939-1940)과 1941년 독일이 소련을 침공한 후 동부 전선이 시작될 때 사용되었다.제2차 세계 대전 동안, 영국은 1941년에 그들의 마틸다 II 보병 탱크의 무선 제어 버전을 개발했다."블랙 프린스"로 알려진, 그것은 숨겨진 대전차 포의 불을 끄거나 파괴 임무에 사용되었을 것이다.탱크의 변속기 시스템을 윌슨형 변속기로 전환하는 데 드는 비용 때문에 60대의 [2]탱크 주문이 취소되었다.

1942년부터, 독일인들은 원격 파괴 작업에 골리앗 추적 광산을 사용했습니다.골리앗은 제어 케이블을 통해 60kg의 폭발물을 운반하는 소형 차량이었다.그들의 영감은 1940년 프랑스가 패배한 후 발견된 프랑스의 소형 트럭이었다.비용, 저속, 제어 케이블에 대한 의존, 무기들에 대한 불충분한 보호의 조합은 그것이 성공으로 여겨지지 않았다는 것을 의미했다.

셰이키라는 이름의 첫 번째 주요 모바일 로봇 개발 활동은 국방고등연구계획청(DARPA)의 연구 연구로 1960년대에 만들어졌다.쉐이키는 TV 카메라, 센서, 그리고 명령을 기반으로 나무 블록을 집어들고 특정 지역에 배치하는 탐색 작업을 안내하는 데 도움이 되는 컴퓨터가 있는 바퀴 달린 플랫폼이었다.그 후 DARPA는 일련의 자율 및 반자율 지상 로봇을 개발했으며, 종종 미군과 함께 개발하기도 했다.DARPA는 Strategic Computing Initiative의 일환으로서 Autonomous Land Vehicle을 시연했습니다.이는 도로에서 유용한 [3]속도로 완전히 자율적으로 주행할 수 있는 최초의 UGV입니다.

설계.

그 적용에 기초하여, 무인 지상 차량은 일반적으로 플랫폼, 센서, 제어 시스템, 유도 인터페이스, 통신 링크 및 시스템 통합 [4]기능을 포함한다.

플랫폼

플랫폼은 전지형 차량 설계에 기반할 수 있으며 기관차 장비, 센서 및 동력원을 포함합니다.트랙, 바퀴, 다리는 일반적인 형태의 이동이다.또한 플랫폼은 관절체를 포함할 수 있으며 일부는 다른 [4][5]유닛과 결합된다.

센서

UGV 센서의 주된 목적은 내비게이션이며, 또 다른 목적은 환경 검출입니다.센서에는 나침반, 주행 기록계, 경사계, 자이로스코프, 삼각측량용 카메라, 레이저 및 초음파 범위 검출기, 적외선 [4][6]기술이 포함될 수 있습니다.

제어 시스템

무인 지상 차량은 일반적으로 원격 작동 및 자율로 간주되지만, 감독 제어는 내부 UGV 시스템과 원격 인간 [7]운영자의 의사결정이 결합된 상황을 지칭하는 데에도 사용된다.

이스라엘 방위군이 국경 경비 작전의 일환으로 사용하는 가디움

리모트 조작

원격 작동 UGV는 인터페이스를 통해 인간 조작자에 의해 제어되는 차량입니다.모든 동작은 디지털 비디오 카메라와 같은 센서를 직접 육안으로 관찰하거나 원격에서 사용하는 것을 기준으로 작업자가 결정합니다.원격 조작 원리의 기본적인 예는 원격 조종 장난감 자동차입니다.

리모트 조작 UGV 테크놀로지의 예를 다음에 나타냅니다.

오토노마스

미군 다기능 유틸리티/물류 및 기기(MULE)

Autonomous UGV(Autonomous UGV; 자율 UGV)는 기본적으로 인공지능 기술을 기반으로 인간 컨트롤러 없이 작동하는 자율 로봇입니다.이 차량은 센서를 사용하여 환경에 대한 제한된 이해도를 높입니다. 제어 알고리즘은 이 센서를 사용하여 인간이 제공하는 임무 목표의 맥락에서 다음에 취할 조치를 결정합니다.이것에 의해, AGV가 완수하고 있는 하찮은 작업을 인간이 감시할 필요가 완전하게 없어집니다.

완전 자율 로봇에는 다음과 같은 기능이 있을 수 있습니다.

  • 건물 내부의 건물 지도와 같은 환경에 대한 정보를 수집합니다.
  • 사람이나 차량과 같은 관심 물체를 감지합니다.
  • 사람의 내비게이션 도움 없이 경유지 사이를 이동할 수 있습니다.
  • 사람의 개입 없이 장시간 작업 가능.
  • 설계사양서의 일부가 아닌 한 사람, 재산 또는 그 자체에 해가 되는 상황을 피한다.
  • 폭발물을 해체하거나 제거한다.
  • 외부의 도움 없이 스스로 수리하십시오.

로봇은 또한 자율적으로 학습할 수도 있다.자율학습에는 다음 기능이 포함됩니다.

  • 외부의 도움 없이 새로운 기능을 배우거나 습득할 수 있습니다.
  • 주변 환경에 따라 전략을 조정하다.
  • 외부의 도움 없이 환경에 적응할 수 있습니다.
  • 미션 목표에 대한 윤리의식을 기릅니다.

자율로봇은 모든 기계와 마찬가지로 정기적인 유지보수가 필요하다.

무장 자율 기계를 개발할 때 고려해야 할 가장 중요한 측면 중 하나는 전투원과 민간인의 구별이다.잘못하면 로봇 전개가 위험할 수 있습니다.이것은 전투원들이 종종 발각되지 않기 위해 일부러 민간인으로 위장하는 현대 시대에 특히 사실이다.로봇이 99%의 정확도를 유지한다고 해도 민간인 사망자는 여전히 치명적일 수 있다.이 때문에 적어도 만족할 만한 해결책이 개발되기 전까지는 완전 자율형 기계가 무장하고 전투에 투입될 가능성은 낮다.

Autonomous UGV 테크놀로지의 예를 다음에 나타냅니다.

가이던스 인터페이스

제어 시스템의 유형에 따라 기계와 조작자 사이의 인터페이스에는 조이스틱, 컴퓨터 프로그램 또는 음성 [4]명령이 포함될 수 있습니다.

통신 링크

UGV와 제어 스테이션 간의 통신은 무선 제어 또는 광섬유를 통해 수행할 수 있습니다.또한 [4]작업에 관련된 다른 기계 및 로봇과의 통신도 포함될 수 있습니다.

시스템 통합

시스템 아키텍처는 하드웨어와 소프트웨어의 상호작용을 통합하여 UGV의 성공과 [4][13]자율성을 결정합니다.

사용하다

오늘날 사용되는 UGV는 매우 다양합니다.주로 이러한 차량은 폭발물을 다루거나 폭탄 제거 차량과 같은 위험한 상황, 추가 강도나 작은 크기가 필요하거나 사람이 쉽게 갈 수 없는 상황에서 사람을 대체하기 위해 사용된다.군사 분야에는 감시, 정찰, 표적 [7]획득이 포함됩니다.그것들은 또한 농업, 광업,[14] 건설업과 같은 산업에도 사용된다.UGV는 해상 작전에 매우 효과적이며, 해병대의 전투 지원에 매우 중요하다. 육지와 해상에서의 [15]물류 작전에 추가로 도움이 될 수 있다.

UGV는 또한 평화유지활동, 지상감시, 게이트키퍼/검문소 운영, 도시거리 주둔 및 도시환경에서의 경찰 및 군사공격을 강화하기 위해 개발되고 있다.UGV는 저항세력으로부터 "첫 번째 포격"을 받을 수 있어 군인과 경찰의 [16]사상자를 줄일 수 있습니다.게다가 UGV는 현재 구조 및 복구 임무에 사용되고 있으며 Ground [17]Zero에서 9/11 테러 이후 생존자를 찾기 위해 처음 사용되었다.

공간 응용 프로그램

NASA의 Mars Explorer 프로젝트에는 원래 설계 매개변수를 초과하는 성능을 발휘하는 Spirit와 Opportunity라는 두 대의 UGV가 포함되었습니다.이는 다중 시스템, 신중한 처리 및 장기적인 인터페이스 의사결정에 [4]기인합니다.오퍼튜니티(로버)와 그 쌍둥이 스피릿(로버)은 2003년 7월에 6륜 태양 에너지로 움직이는 지상 차량으로 발사되어 2004년 1월에 화성 반대편에 착륙했다.Spirit Rover는 2009년 4월 깊은 모래에 갇힐 때까지 정상 작동했으며,[18] 예상보다 20배 이상 오래 지속되었습니다.반면, Opportunity는 의도된 수명인 3개월을 초과하여 14년 이상 운영되었습니다.큐리오시티(로버)는 2011년 9월 화성에 착륙했으며, 그 후 2년간의 원래 임무가 무기한 연장되었다.

민간 및 상업용 애플리케이션

UGV의 여러 민간 애플리케이션이 제조 [19]및 생산 환경의 자동 프로세스에 구현되고 있습니다.그들은 또한 카네기 자연사 박물관과 스위스 국립 전시회 [4]엑스포의 자율 관광 가이드로 개발되었습니다.

농업

UGV는 농업용 로봇의 한 종류이다.무인 수확 트랙터는 24시간 작동 가능하기 때문에 수확을 위한 짧은 창을 다룰 수 있다.UGV는 분무 및 [20]희석에도 사용됩니다.그들은 또한 농작물과 [21]가축의 건강을 감시하는 데 사용될 수 있다.

제조업

제조 환경에서는 [22]UGV가 자재 수송에 사용됩니다.그것들은 대부분 자동화되어 AGV라고 불립니다.항공 우주 회사들은 이러한 차량을 정밀하게 배치하고 제조소 간에 부피가 크고 무거운 부품을 운반하는 데 사용합니다. 이 차량은 대형 크레인을 사용하는 것보다 시간이 덜 걸리고 사람들이 위험한 [23]지역에 접근하는 것을 방지할 수 있습니다.

채굴

UGV를 사용하여 [24]광산 터널을 통과하고 매핑할 수 있습니다.레이더, 레이저 및 시각 센서를 결합한 UGV는 광산의 [25]3D 암반 표면을 지도화하기 위해 개발 중입니다.

공급망

UGV는 자동 지게차 및 컨베이어가 달린 상품을 양도하는 것부터 재고 스캔 및 [26][27]재고 조사까지 다양한 용도를 가지고 있다.Automated Guided Vehicle은 사람에게 위험하거나(예: 부식성 및 인화성 물품) 냉동고 [28]통과와 같은 특수 취급이 필요한 물품을 취급하는 창고에 널리 사용됩니다.

긴급 대응

UGV는 도시 수색 구조, 소방 및 핵 [17]대응을 포함한 많은 비상 상황에서 사용됩니다.2011년 후쿠시마 제1원자력발전소 사고 이후 일본에서 UGV는 인간의 [29]존재를 보증하기 위해 방사선이 너무 많은 지역의 매핑과 구조 평가를 위해 사용되었다.

군사 응용 프로그램

4족 보행 로봇인 빅독은 어려운 지형을 통과할 수 있는 노새로 개발되고 있었다.
2020년 기존 시스템을 탑재한 X-2 영국 육군의 시험 비행
EuroLink Systems 레오파르도 B
다양한 무기를 갖춘 포스터-밀러 TALON SHOWS 유닛
터키의 무인 지상 차량 UKAP
Ripsaw는 미국 육군의 평가를 위해 Howe & Howe Technologies가 설계 및 구축한 개발 전투용 UGV입니다.
가짜 IED를 파괴하는 독일 육군의 'TODOR' 로봇

군에 의한 UGV 사용은 많은 생명을 구했다.용도에는 지뢰와 같은 폭발물 처리(EOD), 중량물 적재, 적의 [7]포격에 따른 지상 상황 복구 등이 포함됩니다.이라크에서 사용되는 로봇의 수는 2004년 150개에서 2005년 5000개로 증가했으며 2005년 말에는 이라크에서 1000개 이상의 노변 폭탄을 무장 해제했다(카라파노 & 구드겔, 2007).2013년까지 미 육군은 7,000대의 그러한 기계를 구입했고 750대가 [30]파괴되었다.군은 UGV 기술을 사용하여 [31][32][11]군인들을 대체할 수 있는 기관총과 수류탄 발사기를 갖춘 로봇을 개발하고 있다.

예

서지

SARGE는 야마하 브리즈의 프레임인 4륜 구동 전지형 차량을 기반으로 합니다.현재 목표는 각 보병 대대에 최대 8개의 SARGE 유닛을 제공하는 것이다(싱어, 2009b).SARGE 로봇은 주로 원격 감시에 사용되며 잠재적인 매복 공격을 조사하기 위해 보병보다 먼저 보내집니다.

멀티유틸리티 전술 트랜스포트

General Dynamics Land Systems에 의해 구축된 MUT(다중 유틸리티 전술 운송)는 4륜, 6륜 및 8륜으로 제공됩니다.그것은 현재 [33]미군에 의해 시험되고 있다.

X-2

X-2는 Digital Concepts Engineering에 의해 구축된 중간 크기의 추적 UGV입니다.EOD, 수색 및 구조(SAR), 주변 순찰, 통신 중계, 지뢰 탐지 및 제거 및 경량 무기 플랫폼으로 사용하도록 설계된 이전의 자율 로봇 시스템을 기반으로 합니다.그것은 길이가 1.31m이고 무게가 300kg이며 시속 5km의 속도에 도달할 수 있다.그것은 또한 45'의 가파른 경사면을 횡단하고 깊은 진흙을 건널 것이다.이 차량은 휠바로 EOD [34][35]로봇에도 사용되는 마리오네트 시스템을 사용하여 제어됩니다.

더 워리어

팩봇의 새로운 모델인 워리어도 생산되었다.PackBot의 5배가 넘는 크기이며 최대 15mph의 속도로 이동할 수 있으며 무기를 휴대할 수 있는 PackBot의 첫 번째 변형입니다(가수, 2009a).팩봇처럼, 그들은 폭발물을 확인하는 데 중요한 역할을 한다.68kg을 실을 수 있고 8MPH로 달릴 수 있습니다.Warrior의 가격은 약 40만대이며, 이미 전 세계에 5000대 이상이 납품되었습니다.

테라맥스

주요 기사:TerraMax (차량)

TerraMax UVG 패키지는 모든 전술 휠 차량에 통합되도록 설계되었으며 브레이크, 스티어링, 엔진 및 변속기에 완벽하게 통합되어 있습니다.장착된 차량은 운전자 조작 기능을 유지합니다.Oshkosh Defense가 제조하고 패키지가 장착된 차량은 2004년과 2005년의 DARPA 그랜드 챌린지 및 2007년의 DARPA 어반 챌린지에 참가했습니다.해병전투연구소는 2010년 시작된 화물 UGV 프로젝트에 TerraMax를 탑재한 MTVR을 선정해 2015년 해군 연구실 기술 컨셉 데모를 실시했다.업그레이드된 차량에 대한 입증된 용도에는 무인 경로 통행 허가(광산 롤러 포함)와 수송 호송에 필요한 인원 감소가 포함됩니다.

테미스

주요 기사:테미스

무인지상차량(UGV)인 THeMIS(Tracked Hybrid Modular Emergan System)는 주로 군사용으로 설계된 지상 무장 무인기 차량으로 에스토니아 밀렘 로보틱스에 의해 제작되었다.이 차량은 수송 플랫폼, 원격 무기 스테이션, IED 탐지 및 폐기 유닛 등의 역할을 함으로써 하역 부대에 대한 지원을 제공하기 위한 것이다.이 차량의 개방형 아키텍처는 멀티미션 기능을 제공합니다.THeMIS Transport의 주요 목적은 기지 물류를 지원하고 최전방 전투부대에 마지막 마일 보급을 제공하는 것입니다.물리적 및 인지적 부하를 줄이고 대기거리, 병력 보호 및 생존성을 높여 보병 부대를 지원합니다.THeMIS Combat UGV는 힘의 승수로 작용하는 기동력에 직접적인 화력을 지원한다.통합된 자체 안정화 원격 제어 무기 시스템을 통해 밤낮 없이 넓은 영역에 걸쳐 높은 정밀도를 제공하며, 대기 거리 증가, 무력 보호 및 생존 가능성을 제공합니다.전투용 UGV는 경·중기관총, 40mm 유탄발사기, 30mm 오토캔, 대전차 미사일 시스템을 장착할 수 있다.THeMIS ISR UGV에는 고도의 멀티 센서 인텔리전스 수집 기능이 있습니다.그들의 주된 목적은 상황 인식을 높이고, 향상된 정보, 감시 및 광범위한 정찰 기능을 제공하며, 피해 평가 능력을 갖추는 것이다.이 시스템은 미가공 정보를 수집 및 처리하고 지휘관의 대응 시간을 단축하기 위해 분리된 보병 부대, 국경 경비대 및 사법 기관의 업무를 효과적으로 향상시킬 수 있다.THeMIS는 재래식 기관총 탄약이나 미사일 탄환을 발사할 수 있다.

타입 X

주요 기사:Type-X(무인 지상차)

Type-X는 에스토니아 밀렘 로보틱스가 설계하고 제작한 12톤급 장갑 로봇 전투 차량이다.최대 50mm의 자동포탑 또는 ATGM, SAM, 레이더, 박격포 등과 같은 다양한 다른 무기 시스템을 장착할 수 있습니다.

탈론

탈론은 주로 폭탄 처리에 사용되며 100피트 상공에서 방수 기능을 갖추고 있어 바다에서도 폭발물을 검색할 수 있습니다.탈론은 2000년에 처음 사용되었고, 전 세계에 3,000대 이상이 유통되었다.2004년까지 탈론은 20,000개가 넘는 다른 임무에 사용되었다.이러한 임무는 주로 인간에게 너무 위험한 상황으로 구성되었다(Carafano & Gudgel,여기에는 부비트랩 동굴에 들어가거나, IED를 찾거나, 단순히 붉은 전투 구역을 정찰하는 것이 포함될 수 있다.탈론은 달리는 군인과 쉽게 보조를 맞출 수 있는, 시장에서 가장 빠른 무인 지상 차량 중 하나입니다.1회 충전으로 7일간 운행할 수 있으며 계단도 오를 수 있다.이 로봇은 복구 임무 중에 그라운드 제로에서 사용되었습니다.Talon은 다른 제품과 마찬가지로 내구성이 뛰어나도록 설계되었습니다.보도에 따르면, 한 부대는 다리에서 강으로 떨어졌고 군인들은 단지 제어 장치를 켜고 강 밖으로 쫓아냈다.

검

주요 기사:Foster-Miller TALON

Warrior 출시 직후에 SWORS 로봇이 설계되어 배치되었습니다.무기 시스템이 부착된 탈론 로봇입니다.Swords는 무게가 300파운드 [36]이하인 무기를 장착할 수 있습니다.유탄발사기, 로켓발사기, 0.50인치(12.7mm) 기관총 등의 무기를 단 몇 초 만에 장착할 수 있다.게다가, SWORDS는 과녁의 정중앙을 [37]70/70회 명중시켜 초정밀로 무기를 사용할 수 있다.이 로봇들은 여러 발의 0.50인치 총알이나 헬리콥터에서 [38]콘크리트로 떨어지는 등 많은 피해를 견딜 수 있다.게다가, SWORS 로봇은 심지어 [36]물속을 포함한 거의 모든 지형을 통과할 수 있다.2004년에는 18대의 해외 근무를 요청받았지만 4대의 SHOWS 유닛만 존재했다.그것은 2004년 타임지에 의해 세계에서 가장 놀라운 발명품 중 하나로 선정되었다.미 육군은 2007년 3명을 이라크에 파병했다가 이후 사업 지원을 취소했다.

Small Unit Mobility Enhancement Technology(SUMET)

SUMET 시스템은 플랫폼 및 하드웨어에 의존하지 않는 저비용 전기 광학 인식, 현지화 및 자율성 패키지로, 기존 차량을 UGV로 변환하기 위해 개발되었습니다.인간 오퍼레이터나 GPS에 의존하지 않고 엄격한/가혹한 오프로드 환경에서 다양한 자율 물류 기동을 수행합니다.SUMET 시스템은 몇 가지 다른 전술 및 상용 플랫폼에 배치되어 있으며 개방적이고 모듈식이며 확장 가능합니다.

자율 소형 건설 기계(ASSCM)

ASSCM은 TUBITAK(프로젝트 코드 110M396)[39]가 부여한 과학 프로젝트에 의해 유준쿠일 대학에서 개발된 민간 무인 지상 차량이다.이 차량은 연약 토양을 경사지게 할 수 있는 저비용 소형 건설 기계입니다.기계는 폴리곤의 테두리가 정의되면 폴리곤 내에서 지구를 자동으로 정지할 수 있습니다.기계는 CP-DGPS로 위치를 결정하고 연속 위치 측정을 통해 방향을 결정합니다.현재 기계는 간단한 폴리곤을 자율적으로 평가할 수 있습니다.

타이푼엠

러시아 육군은 2014년 4월 Taifun-M UGV를 RS-24 Yars와 RT-2PM2 Topol-M 미사일 기지를 경비하기 위한 원격 초병으로 공개했다.타이푼-M은 레이저 조준기와 대포를 탑재해 정찰과 초계 임무를 수행하고 정지해 있거나 움직이는 표적을 탐지해 파괴하며 경비시설의 보안요원에 대한 화력 지원을 제공한다.현재 원격조종되고 있지만 향후 계획에는 자율형 인공지능 [40][41]시스템이 포함될 예정이다.

영국

터키의 무인 지상차 Weapon Platform(UKAP)은 방위사업자인 Katmerciler와 ASELSAN이 개발했다.이 차의 첫 번째 컨셉은 12.7mm SARP 원격조종 안정화 무기 [42][43][44]시스템을 갖추고 있다.

립소

Ripsaw는 미국 [45]육군의 평가를 위해 Howe & Howe Technologies가 설계하고 제작한 개발형 무인 지상 전투 차량이다.

교통.

2016년 서호주 도로에서 NAVYA 자율 버스 트라이얼 실시

사람이 운전하지 않고 운반하는 차량은 기술적으로 무인 지상차가 아니지만 개발 기술은 비슷하다.[7]

라이더리스 바이크

CoModule 전기 자전거는 스마트폰을 통해 완전히 제어할 수 있으며, 사용자는 장치를 기울여 자전거를 가속, 회전 및 제동할 수 있습니다.이 자전거는 또한 폐쇄적인 [46]환경에서도 완전히 자율적으로 운전할 수 있다.

「 」를 참조해 주세요.

메모들

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레퍼런스

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  • Gage, Douglas W. UGV History 101: 무인 지상 차량(UGV) 개발 노력의 간략한 역사.샌디에이고:해군 해양 시스템 센터, 1995년인쇄.
  • 가수 P(2009a).군사용 로봇과 전쟁법[전자판]새로운 아틀란티스: 테크놀로지와 사회 저널, 23, 25~45.
  • 가수 P(2009b).전쟁용으로 유선 연결:21세기 로봇 혁명과 갈등.뉴욕: 펭귄 그룹.

외부 링크

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