크러셔 작동 방식

Crusher는 진정한 몬스터 트럭 스타일로 데뷔했습니다. 두 개의 프로토타입이 카네기 멜론 대학교 건물에 들어섰고 음악과 번쩍이는 불빛이 울려 퍼졌습니다. 한 크러셔가 옆에 서서 대부분의 몬스터 트럭이 다리 사이에 꼬리를 끼고 후진할 수 있는 자동차 더미를 뒤집어 부수고 있습니다. 크러셔는 일반적인 트럭이 아닙니다. 그것은 8,000파운드의 화물을 운반하면서 4피트 수직 벽을 바로 넘을 수 있습니다.

크러셔는 DARPA가 자금을 지원 하고 카네기 멜론의 NREC ( National Robotics Engineering Center) 에서 설계한 무인 지상 차량 ( UGV )입니다. Spinner(Crusher는 때때로 Spinner 버전 2.0 이라고도 함)라고 하는 NREC가 설계한 또 다른 UGV를 기반으로 하는 Crusher 프로젝트 의 추진력은 현재 UGV 세계에서 모든 군사 자금 지원 연구 및 개발의 추진력입니다. 지각 능력, 자율성 및 견고성. 미 육군은 무제한 탑재량을 실을 수 있고 적에 대해 스스로를 방어할 수 있고 Hummer가 태아의 위치에 웅크리게 할 지형을 가로질러 속박되지 않는 속도를 낼 수 있는 무인 자동 탱크보다 더 많은 것을 원합니다.

크러셔는 아마도 대량 생산을 보지 못할 것입니다. 비용이 너무 많이 들 것입니다(디자이너는 숫자를 인용하지도 않습니다). NREC가 UPI 라는 프로그램의 일부로 개발 중인 다양한 기술을 테스트하기 위해 작동하는 프로토타입으로 설계되었습니다 .

대한 UPI 스탠드 U는 지상 전투 차량 nmanned P erceptOR (오프로드) I의 ntegration하는에 포함 실험은 "복잡한의 넓은 범위에서 자율적으로 운영 대규모, 무인 지상 차량 (UGV)의 기능을 평가하는 것이 입 DARPA 투자, 오프로드 지형" [ 참조 ]. 6.5톤 크러셔는 스피너보다 무게가 거의 30%나 더 가볍고 더 많은 화물을 실을 수 있습니다. Spinner의 업그레이드에서 NREC가 남긴 유일한 것은 거꾸로 뒤집힌 경우 트럭을 계속 운반할 수 있는 기능입니다. 그 멋진 기능이 사라진 이유에 대한 언급은 없지만 논리에 따르면 Crusher의 다른 업그레이드된 기능 중 일부를 가능하게 하거나 UPI의 주요 임무에 중요하지 않을 수 있는 고비용 기능을 줄이는 것이 좋습니다.

그렇다면 크러셔는 무엇을 할 수 있을까요?

NREC에 따르면 Crusher의 기술은 실제 구현에서 6년에서 10년입니다. 더 작고 인간이 제어하는 ​​로봇이 이미 전장에 등장했지만( 군사 로봇 작동 방식 참조 ), 크러셔와 같은 거대한 무인 로봇은 여전히 ​​실험실에 있습니다. 대규모 로봇이 알려지지 않은 지형과 조건을 처리하는 데 필요한 인식 및 제어 시스템의 복잡성은 여전히 ​​연구 개발 단계에 있습니다. Crusher의 인식 및 탐색 시스템은 임무를 수행하는 데 인간의 입력이 필요하지 않은 지상 전투 차량에 대한 점점 더 혁신적인 접근 방식을 위한 테스트 플랫폼으로 의도된 프로토타입입니다.

다음 섹션에서는 이러한 시스템 중 일부를 살펴보겠습니다. 크러셔는 무엇보다도 군사 프로젝트이기 때문에 일반 대중에게 완전한 세부 정보는 제공되지 않지만 그럼에도 불구하고 몇 가지 흥미로운 정보를 찾을 수 있습니다.

Crusher 개발에는 세 가지 주요 초점 영역이 있습니다.

크러셔의 골격은 알루미늄과 티타늄으로 만들어졌습니다. 선체는 크고 단단한 물체와 충돌할 가능성이 있는 경우 강도를 높이기 위해 막대를 연결하는 초강력 티타늄 노드 가 있는 알루미늄 공간 프레임 (연결 막대의 개방형 구조)입니다. 선체 바로 아래에는 스키드 플레이트가 있습니다. 기본적으로 매달린 충격 장착 강철 "범퍼"가 첫 번째 방어 역할을 하여 바위, 나무 그루터기 및 계단과 같은 초기 접촉으로부터 선체를 보호합니다.

장애물과 일반적으로 비우호적인 지형을 넘어 계속 이동하기 위해 Crusher 는 정찰 작업에서 편리한 특성인 거의 조용한 작동을 허용 하는 하이브리드 디젤-전기 설정으로 구동되는 6륜, 4륜 구동 시스템 을 자랑합니다. 78 마력 의 터보 디젤 엔진은 시스템에서 발전기 역할을 하여 Crusher의 300볼트, 18.7kW, 리튬 이온 배터리 팩 을 충전하기 위해 연속 58kW의 전력을 출력 합니다. 배터리는 차례로 6개의 휠 허브에 하나씩 위치한 6개의 210kW 전기 모터를 실행 합니다. 각 모터는 282마력을 생산합니다. 대부분의 하이브리드 전력 시스템과 마찬가지로 Crusher는 재생 제동 을 사용 하여 속도가 느려질 때마다 배터리에 일부 전력을 반환합니다(참조회생 제동에 대해 배우기 위해 하이브리드 자동차가 작동 하는 방식). 차량은 속도와 화물 적재량에 따라 2~10마일(3~16km) 동안 무소음 배터리 전원만으로 달릴 수 있습니다.

각 바퀴가 독립적으로 구동되기 때문에 하나 또는 두 개의 바퀴가 죽어도 크러셔는 계속 작동할 수 있습니다. 성능을 유지하려면 6개의 바퀴 중 4개만 있으면 됩니다. 그리고 갑자기 방향 전환이 필요한 경우(예: 세 면이 통과할 수 없는 장벽으로 둘러싸여 있음)가 필요한 경우 회전 반경이 0인 스키드 스티어 능력을 사용하여 흔들림 없이 빠르게 얼굴을 돌릴 수 있습니다.

낮은 걸이형 장애물 아래에 맞고, 바위가 많은 지형에 직면하거나 적으로부터 더 잘 숨을 수 있도록 Crusher는 0에서 30인치(76cm)까지 조정 가능한 승차 높이를 갖추고 있습니다. 높이 조정 외에도 크러셔의 서스펜션은 충격을 흡수하기 위해 전체 30인치를 이동할 수 있으며 다양한 지면 조건에 맞게 강성을 조정할 수 있습니다. 우리는 Crusher의 전신인 Spinner의 내부 보기를 찾을 수 있었습니다. Crusher는 Spinner 1.0의 업그레이드 버전이라는 점을 기억하십시오.

Crusher의 강력한 프레임, 6륜 구동 설정 및 극단적인 서스펜션 기능을 통해 UGV는 현재 최대 26mph(42kph)의 고속으로 어려운 지형을 넘어 도랑, 바위, 가파른 경사면 및 수직 장벽과 같은 장애물에 직면할 수 있습니다. 비트를 놓치지 않고 4피트까지.

견고함, 힘 및 침묵은 Crusher를 이상적인 정찰 도구로 만들지만 DARPA가 지금까지 개발을 위해 3,500만 달러를 지출한 것은 주로 UGV의 자율 시스템입니다. NREC는 UPI 시스템에 대한 자세한 정보를 공개하지 않았지만 "이 기술은 감지 능력을 차량 전체에 확산시켜 인식의 균형을 유지하고 환경 감지에 덜 능숙할 수 있는 차량 영역을 지원합니다. ] 소프트웨어는 또한 Crusher가 이전에 수집한 정보를 '학습'하고 새로운 장애물에 적용할 수 있도록 합니다."

우리는 인식 하드웨어가 주로 LADAR (레이저 감지 및 거리 측정) 장치와 카메라 어레이 로 구성된다는 것을 알고 있습니다 . LADAR 장치는 영역을 스캔 하기 위해 레이저 빔 을 보내고 빔 이 장치의 레이저 센서에 다시 반사되는 데 걸리는 시간을 측정합니다. Crusher에는 이러한 장치 중 8개가 있습니다. 4개는 환경을 수평으로 스캔하고 4개는 수직으로 스캔합니다. 깊이 인식을 위해 6쌍의 스테레오 비전 카메라를 사용하고 LADAR 센서에 의해 결정된 각 거리 지점에 컬러 픽셀을 적용하기 위해 4개의 컬러 카메라를 사용합니다.

가장 최근에 구현된 Crusher에는 더 높은 위치에서 데이터를 수집하기 위한 18피트 신축 마스트 가 있습니다. 마스트는 위에서 본 LADAR 및 카메라 어셈블리의 일부를 통합하거나 단순히 감지 시스템에 추가 센서 세트를 추가할 수 있습니다.

모든 LADAR 및 카메라 데이터가 결합되어 Crusher의 온보드 CPU 는 Crusher가 여행하는 풍경의 3D 그림을 만듭니다. CPU는 제어 크러셔의 기계적 활동 및 핸들 처리 데이터 센서라는 네비게이션 소프트웨어를 실행하는 700 MHz의 펜티엄 3이다. 관성 측정 유닛 ( IMU는 ) 가속도 센서 (기울기 센서)와 조합하여 크러셔의 높이, 위치 및 이동 방향을 검출하는 자이로 스코프 크러셔 항상 프리 자체의 움직임 및 위치 대해 알고 있도록. UGV에는 또한 사전 프로그래밍된 지형 데이터가 포함 된 GPS 수신기 와 컴퓨터 기반 GPS 데이터베이스가 내장되어 있습니다.

지금까지 현장 실험을 통해 Crusher가 진정한 자율성을 향해 나아가고 있는 것으로 나타났습니다. 테스트에서 Crusher는 외부 제어 없이 0.6마일(1km) 이상 떨어진 GPS 웨이포인트에서 GPS 웨이포인트로 이동했습니다. 인식 및 탐색 시스템을 사용하여 Crusher는 장애물에 즉석에서 반응할 수 있습니다. 크러셔는 무언가에 부딪혔을 때 어떻게 해야 하는지 알려주는 오퍼레이터가 필요하지 않습니다. 40도 이상의 경사를 오를 수 있고, 4피트의 계단을 바로 지나갈 수 있으며, 자체 의사 결정 기능을 사용하여 80인치 해구를 넘을 수 있습니다. 참호 횡단 능력은 특히 훌륭합니다. Crusher의 타이어 는 차량이 틈새를 횡단하는 동안 차량을 지지하기 위해 아래로 떨어질 수 있는 방식으로 장착됩니다.

크러셔 사양 :

크기와 무게 사양은 단일 C-130H 화물기가 전 세계 어디에서든 두 대의 크러셔를 운반할 수 있음을 의미합니다. 2006년 8월부터 Crusher는 .50 구경 소총을 장착한 Rafael Mini Typhoon 마운트를 장착했으며, 이는 전투 역할이 군용 차량의 자율 기술 개발에서 점점 더 중요한 초점이 될 가능성이 있음을 나타냅니다. 다음 섹션에서는 Crusher 프로토타입의 미래를 살펴보고 이것이 군사 연구 및 개발의 전반적인 추세에 어떻게 부합하는지 알아보겠습니다.

2006년 현재 미군은 약 4,000대의 전투 로봇을 현역으로 배치했습니다. 군대는 이 로봇을 주로 폭탄을 "냄새 제거"하고 건물 및 기타 밀폐된 구조물을 청소하는 데 사용합니다. 육군의 미래 전투 시스템 ( FCS ) 프로그램은 전장 로봇의 역할을 확장하기 위한 업데이트에 자금을 지원하기 위해 약 3억 달러를 지출할 계획입니다. FCS는 고르지 않은 지형에서 군대와 함께 화물을 운반할 수 있는 로봇 노새와 정찰 지역과 순찰 국경에 사람의 개입 없이 작동하여 중요한 데이터를 군대에 다시 보낼 수 있는 훨씬 더 큰 무인 차량을 찾고 있습니다. 이 대형 자율주행 차량이 속도를 잃지 않고 험난한 지형에서도 거대한 탑재량을 운반할 수 있다면 이는 추가 보너스가 될 것입니다. 크러셔 또는 이와 유사한 것이 후자의 역할에 이상적입니다.

크러셔 자체에는 배포가 표시되지 않을 수 있습니다. 대부분이 연구 프로젝트이며 2008년까지 테스트 및 실험을 수행할 예정입니다. 이 때 NREC는 Crusher 기술을 DARPA에 이관하여 관련 프로젝트에 적용할 수 있도록 할 예정이며 대부분이 Future Combat System의 영역에 속합니다. . FCS는 정찰 임무를 위한 완전 자율 전투 준비 차량을 실현하는 것을 목표로 하는 무장 정찰 차량(ARV)과 같은 개발 프로그램을 실행하고 있습니다. 광범위한 군용 로봇을 위한 공통 플랫폼 자율 기능을 개발하기 위한 포괄적인 프로그램인 자율 항법 시스템(ANS). FCS의 전반적인 목표는 지상과 공중의 유인 및 무인 차량을 단일 웹 같은 제어 시스템을 통해 관리할 수 있는 구조로 완벽하게 통합하는 것입니다.

FCS를 통해 우리는 5년에서 10년 안에 전투 작전에서 군대를 지원하는 크러셔 같은 차량을 볼 수 있습니다. 그들은 정찰 역할에서 시작한 다음 전투로 전환하여 군대를 교체하는 대신 지원합니다. 그러나 Crusher의 최첨단 자율주행 기술은 군사에만 국한되지 않습니다. NREC는 민간 응용 분야에서 Crusher용으로 개발된 시스템을 활용하는 연구 프로젝트를 구상하고 있으며 현재 작업 중입니다. 10년 안에 우리는 농업, 광업 및 건설과 같은 분야에서 위험한 작업을 수행하는 자율 차량을 볼 수 있었고 궁극적으로 이러한 분야에서 인간이 직면한 위험 중 일부를 고통을 느끼지 않는 교체 가능한 로봇에 이전할 수 있었습니다.

Crusher, UGV 및 관련 주제에 대한 자세한 내용은 다음 페이지의 링크를 확인하십시오.

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