クラッシャーのしくみ

クラッシャーは、真のモンスタートラックスタイルでデビューしました。2つのプロトタイプは、カーネギーメロン大学の建物に入り、音楽を鳴らし、ライトを点滅させました。あるクラッシャーは、カウンターパートが転がり、ほとんどのモンスタートラックが尻尾を足の間に置いて後退する車の山を押しつぶしている間、待機していました。クラッシャーは典型的なトラックではありません。8,000ポンドの貨物を運びながら、4フィートの垂直壁を越えて運転できます。

クラッシャーは、DARPAが資金提供し、カーネギーメロン国立ロボット工学センター（NREC）が設計した無人地上車両（UGV）です。 Spinnerと呼ばれる別のNREC設計のUGVに基づいて構築されたCrusherプロジェクトの推進力（CrusherはSpinnerバージョン2.0と呼ばれることもあります）は、現在のUGVの世界における軍事資金による研究開発の推進力です。知覚能力、自律性および頑丈さ。米陸軍は、無限のペイロードを運ぶことができ、敵から身を守り、ハマーが胎児の位置で丸くなるような地形を自由にスピードアップできる無人の静かな戦車以上のものを望んでいません。

クラッシャーはおそらく大量生産を見ることはないでしょう。コストが高すぎるでしょう（デザイナーは数字を引用することすらしません）。これは、NRECがUPIと呼ばれるプログラムの一部として開発しているさまざまなテクノロジーをテストするための機能するプロトタイプとして設計されています。

ためにUPIスタンドUは、地上戦闘車両nmanned P erceptOR（オフロード）Iのntegration、に包含する実験は、「複合体の広い範囲内で自律的に動作する大規模な、無人地上車両（UGV）の能力を評価することを一口DARPA資金、オフロード地形」[参照]。 6.5トンのクラッシャーはスピナーよりも約30％軽量で、より多くの貨物を運ぶことができます。 NRECがSpinnerのアップグレードから除外した唯一のことは、逆さまにされた場合にトラックインを続ける機能です。そのクールな機能が消えた理由については何も言われていませんが、ロジックは、クラッシャーの他のアップグレードされた機能のいくつかを可能にするか、UPIの主な使命にとって重要ではないかもしれない高コストの機能を削減することを示唆しています。

では、Crusherは何ができるのでしょうか？

NRECによると、Crusherのテクノロジーは実際の実装から6年から10年です。小型で人間が制御するロボットはすでに戦場に出ていますが（軍事ロボットのしくみを参照）、クラッシャーのような巨大な無人ロボットはまだ実験室にあります。大規模ロボットが未知の地形や条件を処理するために必要な知覚および制御システムの複雑さは、まだ研究開発段階にあります。クラッシャーの知覚およびナビゲーションシステムは、ミッションを実行するために人間の入力を必要としない地上戦闘車両へのますます革新的なアプローチのテストプラットフォームとして意図されたプロトタイプです。

次のセクションでは、これらのシステムのいくつかを見ていきます。クラッシャーは何よりもまず軍事プロジェクトであるため、完全な詳細は一般に公開されていませんが、それでもいくつかの興味深い情報を見つけることができました。

Crusherの開発には、主に3つの重点分野があります。

クラッシャーの骨格はアルミとチタンでできています。その船体はアルミニウム製のスペースフレーム（コネクティングロッドのオープン構造）であり、非常に頑丈なチタンノードがロッドを結合して、大きくて硬い物体との衝突が発生した場合に強度を高めます。船体のすぐ下にはスキッドプレートがあります。これは基本的に、最初の防御として機能する吊り下げられたショックマウントの鋼製「バンパー」で、岩、木の切り株、階段などとの最初の接触から船体を保護します。

障害物や一般的に不親切な地形を越えて移動し続けるために、クラッシャーは、ほぼ静かな操作を可能にするハイブリッドディーゼル電気セットアップを搭載した6輪全輪駆動システムを備えています。これは偵察作業で便利な特性です。 78馬力のターボディーゼルエンジンは、システム内の発電機として機能し、連続58キロワット（kW）の電力を出力して、クラッシャーの300ボルト、18.7kWのリチウムイオンバッテリーパックを充電します。バッテリーは、6つの210 kW電気モーターを実行します。1つは6つのホイールハブのそれぞれに配置されています。各モーターは282馬力を生成します。ほとんどのハイブリッド電力システムと同様に、クラッシャーは回生ブレーキを利用して、速度が低下するたびにバッテリーに電力を戻します（を参照）。回生ブレーキについて学ぶためのハイブリッドカーのしくみ）。車両は、速度と貨物の負荷に応じて、サイレントバッテリー電源のみで2〜10マイル（3〜16 km）走行できます。

各ホイールは独立して動力を供給されるため、1つまたは2つのダイが発生した場合、クラッシャーは続行できます。その機能を維持するために必要なのは、6つのホイールのうち4つだけです。また、突然ターンアラウンドが必要になった場合（たとえば、3つの側面が通過できないバリアに囲まれている場合）、スキッドステア機能（回転半径0）を使用して、揺れる余地がまったくない状態ですばやく向きを変えることができます。

ぶら下がっている障害物の下に収まるように、岩の多い地形に直面するか、敵から身を隠すために、クラッシャーは0〜30インチ（76 cm）の調整可能な車高を備えています。高さ調整に加えて、クラッシャーのサスペンションは衝撃を吸収するために完全に30インチ移動することができ、さまざまな地面の状態に合わせて調整可能な剛性を備えています。Crusherの前身であるSpinnerの内部ビューを見つけることができました。CrusherはSpinner1.0のアップグレードバージョンであることを忘れないでください。

クラッシャーの強力なフレーム、6輪駆動のセットアップ、および極端なサスペンション機能により、UGVは、溝、岩、急な傾斜、垂直の障壁などの障害物に直面し、困難な地形を高速で、現在は最大26 mph（42 kph）で移動できます。 4フィートまで、すべてビートを逃すことなく。

頑丈さ、パワー、そして沈黙により、クラッシャーは理想的な偵察ツールになっていますが、DARPAがこれまでに開発のために3500万ドルを投じてきたのは、主にUGVの自律システムです。 NRECは、UPIシステムに関する詳細な情報を発表していませんが、「このテクノロジーは、車両全体にセンシング機能を分散させて、知覚のバランスを取り、環境のセンシングに不慣れな車両領域をサポートします。[センシング]ソフトウェアはまた、クラッシャーに「学習」させ、以前に収集した情報を新しい障害物に適用させます。」

知覚ハードウェアは主にLADAR（レーザー検出および測距）ユニットとカメラアレイで構成されていることを私たちは知っています。LADARユニットは、レーザービームを送信して領域をスキャンし、ビームが反射してユニットのレーザーセンサーに戻るまでにかかる時間を測定します。クラッシャーには、これらのユニットが8つあります。4つは環境を水平方向にスキャンし、4つは垂直方向にスキャンします。奥行き知覚用の6組のステレオビジョンカメラと、LADARセンサーによって決定された距離の各ポイントにカラーピクセルを適用するための4つのカラーカメラを使用します。

クラッシャーの最新の化身は、より高い視点からデータを収集するための18フィートの伸縮マストを備えています。マストには、上記のLADARとカメラアセンブリの一部を組み込むことも、知覚システムにセンサーのセットを追加することもできます。

LADARとカメラのすべてのデータを組み合わせることで、CrusherのオンボードCPUは、Crusherが移動している風景の3D画像を作成します。CPUは、制御クラッシャーの機械的活動とは、ハンドルが処理・データセンサというナビゲーションソフトウェアを実行することを700 MHzのペンティアム3です。慣性測定ユニット（IMUは）加速度計（傾斜センサ）との組み合わせで使用して粉砕機の高度、位置及び移動方向を検出するジャイロスコープをクラッシャーが常に横に独自の動きと位置の相対的な認識しているので、。 UGVには、GPS受信機と、事前にプログラムされた地形データを含むコンピューターベースのGPSデータベースも組み込まれています。

これまでのところ、フィールド実験により、Crusherは真の自律性に向かって順調に進んでいることが示されています。テストでは、CrusherはGPSウェイポイントから0.6マイル（1 km）以上離れたGPSウェイポイントに外部制御なしで移動しました。Crusherは、知覚システムとナビゲーションシステムを使用して、障害物にその場で反応できます。何かにぶつかったときに何をすべきかをオペレーターが指示する必要はありません。40度を超える傾斜を登り、4フィートのステップを直進し、独自の意思決定機能を使用して80インチのトレンチを横断できます。トレンチを横切る能力は特にクールです-クラッシャーのタイヤは、ギャップを横切るときに車両を支えるためにドロップダウンできるように取り付けられています。

クラッシャーの仕様：

サイズと重量の仕様は、1機のC-130H貨物機が2機のクラッシャーを世界中のどこにでも運ぶことができることを意味します。2006年8月の時点で、クラッシャーには.50口径のライフルを保持するラファエルミニ台風マウントが装備されており、軍用車両の自律技術の開発において戦闘の役割がますます重要な焦点になる可能性があることを示しています。次のセクションでは、Crusherプロトタイプの将来を見て、軍事研究開発の全体的な傾向にどのように適合するかを調べます。

2006年の時点で、米軍は現役で約4,000台の戦闘ロボットを配備しています。軍はこれらのロボットを主に爆弾を「嗅ぎ分け」、建物やその他の閉鎖された構造物を取り除くために使用します。陸軍のフューチャーコンバットシステム（FCS）プログラムは、戦場のロボットの役割を拡大するための更新に資金を提供するために約3億ドルを費やそうとしています。 FCSは、起伏のある地形で軍隊と一緒に貨物を運ぶことができるロボットミュールと、偵察エリアやパトロール境界への人間の入力なしで動作できるはるかに大きな無人機を探し、重要なデータを軍隊に送り返します。これらの大型の自動運転車が、速度を落とすことなく困難な地形で巨大なペイロードを運ぶことができれば、それは追加のボーナスになります。後者の役割では、クラッシャーなどが理想的です。

クラッシャー自体はおそらく展開を認識しません。これは主に研究プロジェクトであり、2008年までテストと実験が行われます。その時点で、NRECはCrusherテクノロジーをDARPAに引き渡し、関連プロジェクトに適用できるようにします。そのほとんどは、Future CombatSystemのドメインに分類されます。 。 FCSは、偵察任務のための完全に自律的で戦闘準備の整った車両を実現することを目的とした武装偵察車両（ARV）のような開発プログラムを実行しています。自律ナビゲーションシステム（ANS）は、さまざまな軍用ロボット向けの共通プラットフォームの自律機能を開発するための包括的なプログラムです。 FCSの全体的な目標は、有人機と無人機の両方、地上と空中を、単一のWebのような制御システムで管理できる構造にシームレスに統合することです。

FCSとしては、5年から10年で戦闘作戦で軍隊を支援するクラッシャーのような車両が見られるかもしれません。彼らはおそらく偵察の役割から始まり、戦闘に移行し、彼らを置き換えるのではなく、軍隊を支援します。しかし、Crusherの最先端の自律技術は、軍事固有のものではありません。NRECは、民間用途でクラッシャー用に開発されたシステムを利用する研究プロジェクトを構想しており、現在も進行中です。10年後には、自動運転車が農業、鉱業、建設などの分野で危険なタスクを実行し、最終的にこれらの分野で人間が直面する危険の一部を、痛みを感じない交換可能なロボットの対応車に移すことができました。

クラッシャー、UGV、および関連トピックの詳細については、次のページのリンクを確認してください。

関連記事

その他のすばらしいリンク

ソース