Robot su ruote!
Le trasmissioni automatiche a controllo elettronico, le valvole a farfalla a controllo elettronico e i sistemi di sterzo a controllo elettrico, che ora sono caratteristiche sempre più standard dei veicoli moderni, sono la manna celeste per gli sviluppatori di piattaforme robotiche. Infatti, i segnali di controllo possono ora essere facilmente integrati nelle unità di elaborazione esistenti di queste macchine, il che significa che gli azionamenti ingombranti precedentemente necessari possono essere inviati gradualmente in discarica
I vantaggi speciali di tali sistemi non sono solo che possono essere trasferiti da una macchina all'altra. Alla fine, diventeranno così economici che il sistema di "controllo in linea" rimarrà essenzialmente in vigore nel veicolo e si spegnerà semplicemente per tornare all'uso normale (cioè, controllo manuale) del veicolo.
L'M-ATV con rullo da traino mostrato da Oshkosh a Eurosatory 2014 era equipaggiato con il kit robotico Terramax, i cui sensori sono visibili nell'angolo inferiore dell'immagine.
Un primo piano dei sensori sul tetto del Terramax, che forniscono una visione chiara di ciò che ci aspetta, ma solleva la domanda sul perché i parabrezza siano così puliti!
Oshkosh: Tra i grandi produttori di veicoli americani, il leader nei veicoli robotici pesanti è, ovviamente, Oshkosh Defense. Ha iniziato a sviluppare la tecnologia robotica TerraMax nei primi anni 2000 su richiesta dell'Agenzia per i progetti di ricerca avanzata della difesa Darpa. Dopo diversi anni di sviluppo e miglioramento, nell'agosto 2012, l'US Marine Corps Combat Laboratory e Oshkosh Defense hanno applicato la tecnologia TerraMax per testare un convoglio di trasporto, che consisteva di cinque veicoli convenzionali e due veicoli senza equipaggio. Quest'ultimo si è mosso in modalità autonoma, sebbene sotto il controllo di un operatore dotato di telecomando. Mentre l'azienda mantiene il suo impegno con l'Office of Naval Research per un programma di robot cargo che fornirà ai convogli di rifornimento mezzi robotici per eliminare il più possibile il contatto nemico, Oshkosh è anche alla ricerca di altre applicazioni per il suo sistema TerraMax costantemente aggiornato….
In occasione delle fiere AUVSI 2014 ed Eurosatory 2014, Oshkosh ha presentato il veicolo blindato M-ATV dotato di un rullo da traino Humanistic Robotics in grado di operare in modalità autonoma. Le prestazioni dinamiche del veicolo sono state adattate alla rete da traino e Oshkosh continuerà a sperimentare lo sminamento nei prossimi due anni. La demo, mostrata a Parigi, era dotata di un lidar (localizzatore laser) montato sul tetto. È considerato il sensore primario ed è particolarmente efficace in ambienti polverosi, “aiutando” i radar installati ad ogni angolo della macchina. A loro volta, i sensori optoelettronici consentono all'operatore di ricevere informazioni visive chiare e distinte sull'ambiente. L'ammodernamento del sistema è consistito principalmente nello sviluppo e nell'installazione di un nuovo e più veloce computer in grado di gestire la maggiore risoluzione dei sensori necessaria per una migliore percezione dell'ambiente circostante, che include il rilevamento di ostacoli e oggetti sospetti nella polvere o nel verde, che in la svolta consente all'auto di muoversi più velocemente (proprio come un automobilista di notte è in grado di andare più veloce con fari più potenti). Il nuovo kit ha un'architettura aperta che consente di installare senza problemi nuovi tipi di sensori nel sistema TerraMax.
Lockheed Martin: Fort Hood, 14 gennaio 2014. Un convoglio di quattro veicoli, due camion con sistema di carico pallettizzato, un camion articolato M915 e una scorta di Humvee ha attraversato la falsa città, gestendo tutti i tipi di ostacoli tra cui traffico locale, pedoni e altro ancora. Ciò che ha reso l'evento così speciale è stato che, ad eccezione dell'Humvee, tutte le auto del convoglio erano senza conducente, letteralmente. Erano equipaggiati con l'Autonomous Mobility Applique System (Amas) opzionale, sviluppato da Lockheed Martin in conformità con un contratto ricevuto nell'ottobre 2012. Il compito era sviluppare un kit multipiattaforma che combinasse sensori economici e sistemi di controllo che potessero essere installati su veicoli militari e marini, riducendo il carico sul conducente o fornendo una guida completamente automatica sotto supervisione. L'auto mantiene la capacità di guidare manualmente, ma aggiunge sensori e funzioni di controllo che avvisano il conducente del pericolo. Secondo le statistiche militari, la maggior parte degli incidenti nei convogli di trasporto sono causati dalla fatica e dalla perdita di concentrazione. Amas fa parte del programma Cast (Convoy Active Safety Technology), che sfrutta l'esperienza di Lockheed Martin con il robot SMSS. I sensori principali qui rimangono GPS, lidar e radar, oltre a un sistema di controllo che, avendo un certo livello di intelligenza artificiale, garantisce il processo decisionale. Una seconda serie di test dimostrativi è stata completata nel giugno 2014 presso il Savannah River Proving Ground del Dipartimento dell'Energia.
L'Autonomous Mobility Applique System è sviluppato da Lockheed Martin come parte del programma Convoy Active Safety Technology
Alle prove hanno preso parte il capoveicolo senza pilota e il convoglio di sei sistemi autonomi dotati del sistema Amas che lo hanno seguito a velocità fino a 65 km/h (nelle prove è stata raddoppiata anche la lunghezza delle colonne). Tutti i veicoli erano autocarri medi e pesanti della famiglia FMTV: un MTVR, due PLS, due trattori M915 e un HET Ulteriori test di sicurezza sono stati effettuati a luglio 2014, seguiti da una dimostrazione delle prestazioni a luglio-agosto 2014.
Mira: L'azienda britannica Mira è specializzata in veicoli e sistemi avanzati, inclusa la robotica. L'azienda ha sviluppato un set di Mace indipendente dalla piattaforma (Mira Autonomous Control Equipment - l'apparecchiatura di controllo autonomo di Mira), che può essere integrato praticamente in qualsiasi piattaforma di terra per ottenere il livello di autonomia richiesto (modalità remota, semi-autonoma e autonoma), a seconda delle esigenze del cliente. Mace è stato installato su vari veicoli per mostrarne le potenziali applicazioni (soluzioni basate su veicoli Sherpa e Land Rover per il supporto logistico della fanteria smontata, mentre un veicolo dotato di kit di sorveglianza Guardsman basato su kit Mace ha funzionato come piattaforma di sicurezza perimetrale 4x4)…
Il kit robotico Mace, indipendente dalla piattaforma, sviluppato dalla società britannica Mira, è stato utilizzato in Afghanistan su veicoli Land Rover per il rilevamento di mine antiuomo direzionali.
Attualmente, una delle soluzioni MACE implementate nella pratica è il sistema "Project Panama", che opera come un complesso non presidiato per il controllo e lo sgombero delle rotte. Il sistema è in servizio dal 2011 in Afghanistan, viene utilizzato per rilevare le bombe e si basa sul fuoristrada Snatch Land Rover (SN2). Il veicolo Panama viene utilizzato in modalità remota e autonoma a distanze fino a 20 km al fine di garantire la massima sicurezza del personale. A metà giugno 2014, l'esercito britannico ha annunciato che Panama sarebbe rimasto in servizio fino al 2030 e Mira garantisce l'ulteriore sviluppo della sua piattaforma tecnologica MACE. All'AUVSI, Mira ha mostrato le sue capacità nell'ispezione stradale; Dopo diversi anni di utilizzo di lidar e radar, l'obiettivo del nuovo sistema è stato il rilevamento di oggetti sospetti mediante la visione tecnica. Questo non è solo legato al costo - un sistema di rilevamento della visione costa un ordine di grandezza in meno di un sistema basato su lidar - ma anche perché l'uso di ulteriori tipi di sensori consente il trasferimento di dati aggiuntivi al sistema e, quindi, aumenta l'affidabilità e precisione.
Rua: Anche l'azienda svizzera Ruag Defense sta lavorando a un kit che trasformi i veicoli tradizionali in veicoli ad autonomia controllata. Il kit è stato chiamato Vero (Vehicle Robotics) ed è stato mostrato per la prima volta nella primavera del 2012 a bordo di un veicolo blindato leggero GDELS Eagle 4. Il sistema è stato mostrato a Eurosatory 2014 in modalità telecomando, è anche in grado di seguire un percorso prestabilito, indicato da coordinate sequenziali. Rispetto all'auto mostrata nel 2012, che funzionava solo in modalità telecomando, l'auto alla fiera di Parigi aveva una serie di sensori per evitare ostacoli installati davanti. Sono stati installati due lidar a sinistra e a destra del paraurti (eventualmente verranno trasferiti al cofano per ridurre la distorsione dovuta alla risalita di polvere), e il radar è stato installato al centro del paraurti con un altro dispositivo alla sua destra, chiamato il "sensore ottico speciale" dell'azienda.
Secondo Ruag Defense, sono necessari diversi mesi di test per qualificare il software e l'hardware. Attualmente, il kit Vero è integrato su altri due veicoli militari, i cui modelli non vengono divulgati. E nel 2015 il sistema sarà installato su una piattaforma puramente robotica del peso di circa tre tonnellate, anche se la scelta tra cingoli e ruote non è stata ancora fatta. Ruag sta discutendo con i partner e deve ancora decidere se installerà il suo sistema Vero su una piattaforma esistente o appositamente progettata.
Il complesso robotico Ground Unmanned Support Surrogate è stato sviluppato da Torc Robotics sulla base del telaio Polaris MVRS700 6x6.
L'azienda svizzera Ruag sta lavorando al suo kit Vero, che è attualmente installato sul GDELS Eagle 4. Alcuni dei sensori sono installati sul tetto e alcuni sono installati sul paraurti.
Robotica Torc: L'azienda americana, specializzata in soluzioni robotiche per i settori militare, minerario, ingegneristico e agricolo, sta attualmente lavorando nell'ambito del programma Marine Corps Ground Unmanned Support Surrogate (Guss). Torc Robotics è impegnata dal 2010 nello sviluppo di un veicolo leggero in grado di fornire autonomamente rifornimenti alle truppe in condizioni di combattimento, trasportare rifornimenti marini o evacuare i feriti. Utilizzando moduli robotici, Torc Robotics ha trasformato quattro passeggini Polaris M VRS700 6x6 in veicoli robotici in grado di trasportare un carico di circa 900 kg.
Il modulo AutoNav è un elemento chiave per creare un veicolo robotico con tre diverse modalità di funzionamento: navigazione da punto a punto, seguimi e remoto. L'interfaccia è un dispositivo portatile WaySight che consente all'operatore di selezionare la modalità operativa, nonché di controllare o monitorare la macchina. Questa tecnologia è stata poi affinata e trasferita all'M1161 Growler, il veicolo scelto dal Corpo dei Marines per essere trasportato all'interno del convertiplano V-22 Osprey. Il programma è attualmente noto come Guss AITV (veicolo autonomo trasportabile internamente). Il kit di sensori include un sistema di navigazione inerziale, telecamere e lidar. È stato testato per la prima volta in esercizi reali durante l'esercitazione Rimpac 2014 alle Hawaii a giugno, mostrando il suo valore pratico nelle operazioni di evacuazione dei feriti e nel ridurre il carico sulla fanteria. Dopo l'esercizio, è stata identificata la necessità di alcuni miglioramenti tecnologici. Il sistema modulare aggiuntivo dell'azienda è stato utilizzato anche per sviluppare il Robotic Assault Zone Terminal Evaluation Kit, in grado di valutare la potenziale eterogeneità del suolo sulle piste al fine di ridurre il rischio per le squadre speciali di ispettori minerari che ispezionano le piste. Il kit utilizza molte delle tecnologie sviluppate per il robocar Guss ed è installato su un veicolo Polaris LTATV dotato di un campionatore del suolo Mosquito di MDA.
Veicolo robotico Polaris LTATV dotato di Robotic Assault Zone Terminal Evaluation Kit con MDA Mosquito Soil Sampler (proprio in posizione di lavoro)
I veicoli Polaris sono stati recentemente selezionati dalla Darpa Defense Advanced Research Projects Agency per competere nella Robotics Challenge simulando scenari di soccorso in caso di catastrofe di varia origine. I veicoli Polaris Ranger XP 900 EPS, che avrebbero dovuto fungere da veicolo per conducenti robotici, erano dotati di kit robotici e implementavano anche la tecnologia SafeStop Electronic Throttle Kill e Brake Actuation, che consentiva di garantire la mobilità dei veicoli sul campo di prova per la modellazione di disastri naturali e provocati dall'uomo. Un sistema di alimentazione del robot è stato installato su una piattaforma con capacità di sollevamento di 453 kg e, all'interno della cabina, un banco e un piantone dello sterzo con inclinazione regolabile per fornire spazio sufficiente ai robot per lavorare con la macchina.
Polaris Defense pensa sempre più alla "robotizzazione" durante la creazione delle proprie macchine. Il suo Ranger XP 900 EPS è stato selezionato da Darpa per competere in una competizione di piattaforma robotica che simula un'operazione di soccorso in caso di catastrofe.
Torc Robotics ha utilizzato le lezioni apprese dal programma Guss per robotizzare un veicolo M1161 trasportato in un convertiplano Osprey. Il sistema Guss AITV risultante è stato dimostrato durante l'esercitazione Rimpac 2014
Il Kairos Pronto4 Uomo è un kit aggiuntivo che ricorda da vicino la funzionalità umana. Può essere installato in pochi minuti nella cabina di un normale veicolo a guida umana
Kairos autonomo: Perché non sostituire il conducente con una struttura meccanica che imita la struttura del corpo umano? Gli ingegneri di Kairos Autonomi hanno seguito questa strada creando un kit robot opzionale Pronto4 Uomo che può essere installato su una macchina standard in dieci minuti per fornire controllo remoto e guida GPS. Il sistema è stato mostrato nel 2013, pesa solo 25 kg e si ripiega in una valigia. La struttura metallica simula i movimenti umani, due "gambe" premono i pedali del freno e dell'acceleratore, e la "mano" sui giunti cardanici fa girare il volante. Il sistema può essere alimentato da una batteria militare standard BA5590 e poiché non è necessaria alcuna connessione alla rete di bordo del veicolo, questo riduce i tempi di installazione del kit.
Il catalogo Kairos Autonomi contiene anche il più tradizionale kit aggiuntivo Pronto 4. Questo sistema modulare può robotizzare una macchina convenzionale, conferendole diversi livelli di automazione, che vanno dal controllo remoto al semi-autonomo. L'installazione del kit richiede meno di quattro ore. il set Pronto 4 è composto da più moduli tra i quali il ruolo di "cervello" svolto da un modulo computer, mentre i moduli di interfaccia (volante, attuatori per freno, acceleratore e cambio) ne consentono il collegamento alla macchina. Il sistema è disponibile in varie configurazioni, con un peso complessivo di circa 10 kg.
Selex IT: L'azienda si è avvalsa dell'aiuto dell'azienda milanese Hi-Tec nel suo lavoro per ridurre i rischi per le squadre di pattuglia robotizzando i veicoli (ove possibile), soprattutto le macchine robotizzate meno protette e quindi più economiche. Per il sistema sviluppato, denominato Acme (Automated Computerized Mobility Equipment), Hi-Tec fornisce attuatori, sistemi di navigazione, elaborazione dati e software, mentre Selex fornisce sistemi di visione a infrarossi e diurni con campo visivo stretto e circolare (360°), illuminazione a infrarossi, analisi del sistema di dati sensoriali e simulatori.
Selex ES ha ora finalizzato la configurazione finale, con un prototipo finale previsto per l'autunno 2014. L'attuale sistema Acme, che è completamente libero dalle restrizioni dei regolamenti internazionali sul commercio di armi, dovrebbe essere pronto per la produzione di massa all'inizio del 2015. Selex ES è già in trattative con molti potenziali clienti. L'interfaccia e il sistema di guida vengono installati in mezz'ora o un'ora. Il sistema di sterzo in fibra di carbonio pesa 7 kg rispetto alla sua controparte in acciaio da 12 kg. Un motore passo-passo con una coppia di 28 Nm fornisce velocità di rotazione da 18 a 180 giri/min. I sensori di navigazione includono un GPS immune al rumore di QinetiQ Canada con due antenne che operano su sette bande di frequenza (Acme è compatibile con Galileo e GLONASS), nonché un'unità di misurazione inerziale a semiconduttore con una deviazione dello 0,5% all'ora (questa unità viene utilizzata quando il segnale GPS viene perso, in genere per breve tempo). Uno scanner laser montato sul tetto consente di evitare gli ostacoli. Il sistema pesa 60 kg, in modalità automatica la velocità massima è di 40 km/h e in modalità remota l'azienda consiglia di non superare i 100 km/h. Va comunque precisato che il sistema Acme deve rimanere sempre sotto la supervisione dell'operatore. È in grado di ripetere un percorso predeterminato con una precisione di due centimetri con deviazioni di velocità fino a 0,5 km/h. Il motore passo-passo dell'acceleratore fornisce 14 kg di forza a 300 mm / s. Il sistema pneumatico viene utilizzato per azionare la frizione e il freno, erogando una forza di 60 kg ad una velocità di 300 mm/s. Nuove mappe georeferenziate (georeferenziate) possono essere utilizzate per il sistema Acme. Una console di controllo a pulsante rinforzata è stata sviluppata quando Selex ES ha deciso di passare a sistemi di controllo in stile gioco che sono più familiari ai giovani soldati. Selex ES sta attualmente lavorando a un programma per "cucire" le immagini per fornire una vista a 360 gradi, che alla fine (probabilmente entro la fine del 2015) sarà implementato in un casco 3D progettato per la guida a distanza.
L'attrezzatura automatizzata per la mobilità computerizzata Acme di Selex ES è stata recentemente aggiornata con nuovi sensori. L'azienda sta inoltre lavorando allo sviluppo di nuove interfacce uomo-macchina.
Oto Melara: L'azienda italiana Oto Melara offre un sistema aggiuntivo originariamente sviluppato per scopi civili. Il kit telecomando contiene diversi attuatori che possono muovere il volante, i pedali e altri comandi. Il sistema può essere installato e rimosso in circa un'ora, ma Oto Melara sta attualmente lavorando a nuovi sistemi in risposta alle esigenze del convoglio di trasporto intelligente.
L'azienda israeliana G-Nius, attingendo alla ricca esperienza maturata con la serie di robot Guardium, ha sviluppato un kit robotico che consente di trasformare una piattaforma a terra in un sistema senza pilota, il cui "cervello" è mostrato nella foto
G-Nius: Oltre ai veicoli robotici sopra descritti, l'azienda israeliana G-Nius ha sviluppato un nuovo kit robotico che consente di trasformare qualsiasi piattaforma a terra in un sistema senza equipaggio con evidenti variazioni meccaniche per adattarsi a un veicolo specifico. Mentre il precedente sistema G-Nius consisteva in molte scatole nere, il nuovo prodotto è costituito da una scatola, che include un computer funzionale, una scatola di navigazione, un sistema video/audio e una scatola di distribuzione dell'alimentazione.
I sensori standard includono termocamere giorno/notte non raffreddate, telecamere posteriori e laterali e comunicazioni, ed è possibile aggiungere la prevenzione degli ostacoli. Il sistema consente di lavorare in quattro modalità di diversi livelli di autonomia. Il funzionamento a vista è garantito a una distanza di 20 km, ma è possibile aggiungere comunicazioni satellitari per distanze maggiori. Il nuovo kit di robotizzazione è indipendente dalle apparecchiature collegate, e quindi tutti i tipi di dispositivi, dai sistemi di ricognizione e silenziatori alle armi, possono essere collegati al kit. G-Nius offre il suo kit per vari tipi di piattaforme, dai veicoli gommati leggeri ai veicoli da combattimento cingolati della fanteria.
