以下是美国空军的新型机器狗的实际能力

美国空军正式将机器狗投入实战。以下是它们今天的使用方式以及未来可能的使用方式。

通过 布雷特Tingley | 更新 2020年12月15日下午4:27
以下是美国空军的新型机器狗的实际能力
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幽灵机器人公司(Ghost Robotics)制造的半自动四足无人地面车辆(Q-UGV),通常被称为“机器狗”在美国空军演习中露面在2020年。现在,位于佛罗里达州廷德尔空军基地的第325安全部队中队已被任命为国防部内第一个采用四足机器人进行常规作战的部队。

虽然让机器狗在空军的主要设施巡逻的想法看起来像是科幻小说中的梦想成真,但目前还不清楚这些机械狗将如何投入使用。为了帮助我们了解它们的真实能力,以及为什么美国军方对它们感兴趣,战区我们采访了Ghost Robotics公司的首席执行官兼创始人Jiren Parikh,该公司是机器人的设计者和制造商。

以下是我们的发现。

在之前的空军测试中看到的Q-UGV。,美国空军

美国空军和人类下一个最好的朋友

在一个美国空军新闻稿上个月,第325安全部队中队指挥官、空军少校乔丹·克里斯宣布廷德尔公司购买了幽灵机器人公司的q - ugv,他说,机器狗将在预定的路线上巡逻,巡逻过程中将由一名士官监视。克里斯说:“这些警犬将成为廷德尔空军基地战略位置上的一组额外的眼睛和耳朵,用于计算大量数据。”“这对我们的后卫来说是一个巨大的提升,可以让我们的人员在部署和反应上更加灵活。”

克里斯补充说,这些狗狗将能够在“人类和车辆不适合的地方”巡逻,甚至可以由戴着虚拟现实耳机的人员操作。“我们将能够通过移动摄像头和传感器平台准确地看到机器狗在探测什么,如果需要,我们还可以通过狗身上的无线电向一个或几个人发出口头命令。”

廷德尔基地潮湿、潮湿的沿海环境并不能阻止幽灵机器人公司的机器人,因为它们的防护等级为IP68,这意味着它们可以被淹没在最大1.5米(不到5英尺)深的水中。

在内华达州内利斯空军基地,幽灵机器人的一个单元正在接受测试。,美国空军

廷德尔位于佛罗里达州狭长地带的墨西哥湾,是飓风多发地区。基础是2018年受损严重当时飓风迈克尔肆虐海岸线,造成数亿美元的损失到基地去。美国空军也在考虑在部署和/或灾难破坏的环境中使用狗一样的机器人,使受损的廷德尔空军基地成为机器人的完美测试环境,以及作战环境。

模仿自然,让机器人更高效

除了在廷德尔周围的沼泽巡逻,幽灵机器人q - ugv在战场上和战场外都有各种各样的角色。Ghost Robotics的首席执行官吉伦·帕里克(Jiren Parikh)表示,他们的机器人非常多功能,这得益于该公司经常宣传的精简、自然的设计方法。

该公司的工程师们看到了已经在研发的四足机器人,认为这是完全错误的。相反,幽灵机器人公司试图模仿狗或其他小型哺乳动物,让机器人“感觉”脚下的地形,而不是仅仅依靠传感器。帕里克说:“我们希望我们的机器人能够感知环境,通过电机将其传输到我们的计算机平台,并快速调整。”

幽灵机器人公司的q-UGV正在进行实地测试。鬼机器人

帕里克说,他们的机器人“实际上是通过电机电流变化产生的微小力来感知的。”这种积极的反馈使得无论在什么环境下,机器人都能对周围的事物做出直观的反应,Ghost Robotics首席执行官兼创始人进一步解释道:

当我们的机器人移动时,你推着它们,这些力每条腿每秒计算2000次。我们正在把它调整成哺乳动物。我们的机器人,当你看到它爬楼梯、走路或到处跑时,我们会关掉所有的传感器。这只是感觉。它完全是盲目的。我们这样做的原因是,如果一个军人或一个采矿公司,如果有人使用我们的机器人,这个机器人最好在99.99%的时间内运行。

就像其他机器一样,每辆摩托车,汽车-传动系统必须有一些齿轮减速。欧宝娱乐怎么样当你安装减速装置时,机器人“感知”地形的唯一方式是通过视觉或在“脚趾”上安装传感器。“问题是,这些传感器的速度不够快……这些四足动物每条腿只有三个马达,总共有十二个马达。当你知道力传感器将会失效时,你如何优雅地在非结构化的地形上移动它们,它们并不完美?视觉并不总是有效的。在一英尺深的雪或两英尺深的草地上你会做什么?

这并不是说Ghost Robotics的机器人没有其他传感器。相当直接和精简的基本设计方法意味着许多传感器和附件包可以添加到它的框架,甚至传感器,以帮助运动和环境感知。

不过,如果或当这些传感器失效时,机器人很简单。”爬行动物的大脑接管。帕里克说:“如果它失败了,如果传感器失灵了,如果它感觉不到环境,或者它像哺乳动物一样在冰上或楼梯上滑倒了,它会自我调整并保持稳定。”“而且,如果它倒下了,它会自己爬起来,继续前进。这是我们机器人设计的前提这是完全不同于波士顿动力公司或者其他机器人。我们让它更像自然。”

幽灵机器人公司的Q-UGV正在加利福尼亚州贝克斯菲尔德进行测试。鬼机器人

Ghost Robotics公司的机器人由一个一瓦的微处理器通过算法控制,从而运行整个机器。整个机器人只消耗10瓦的能量,而波士顿动力公司的机器人处理器消耗近140瓦的能量。这意味着Ghost Robotics公司的q - ugv的设计工作时间要比竞争对手的机器人长得多。

帕里克说,他们的机器狗充一次电最多可以跑6.5英里。这些机器人目前由锂离子电池提供动力,但Ghost Robotics公司正在寻求燃料电池技术的未来应用。该公司甚至计划建造“狗屋”,机器狗可以进入并无线充电。

帕里克说,他的公司甚至考虑过一些用例,比如他们的政府客户可能想让机器人在湖底或其他小水域行走。“我们可能会把它放在那里,也许可以移动它,也许可以炸毁什么东西,或者在河床或海岸线上感知什么。机器人可以装满一些膀胱,并获得负浮力、中性浮力或正浮力。电池寿命是一个关键问题。最终,我们将赋予它步态和动作,这样它就能游泳了,”帕里克说战区.“我们已经申请了一些专利。这很酷。”

“机器狗”的进一步应用

正如我们在之前的测试中看到的内利斯空军基地美国空军和其他美国军事合作伙伴正在关注幽灵机器人公司的q - ugv,以用于持久、自主的周边安全。在许多情况下,地面平台比无人机更适合执行这些任务,但即使将这些q - ugv与无人机配对,也可以创建一个分层的、协作的、更冗余的周界安全架构。

人们可以想象这样一种场景:空中和地面的无人平台可以协同工作,探测边界沿线的异常情况,并调查这些潜在问题。这将大大增加巡逻的覆盖范围,提高潜在问题信息的质量,潜在地使操作人员远离初始危险,并在收到任何违规或异常情况的警报后,为安全人员提供更高的态势感知能力。

帕里克说,到2021年1月,幽灵机器人公司的q - ugv将能够自主测绘和巡逻作战基地。但巡逻设施远不是幽灵机器人公司和国防部对q - ugv的唯一设想。

Ghost Robotics设想的一些有效载荷和应用程序包括各种各样的情报、监视、目标捕获和侦察(ISTAR)角色。光电、声学和其他各种监视传感器可以很容易地连接到机器人的框架上,使它们成为地面部队的眼睛和耳朵。

机器人还可以作为移动网状通信网络节点,有点像移动的小型化蜂窝塔,可以在通信基础设施不可用的情况下快速部署。幽灵机器人公司的q - ugv有现成的内置Wi-Fi和4G天线。帕里克说:“你可以在1000英里外用手机操作它。”

在战场上,这些小型q - ugv可用于重型侦察任务,这意味着它们可以在装甲车前面或后面侦察地雷或简易爆炸装置、敌军和其他威胁以及障碍物。

在一个之前的锻炼其中,美国空军测试了其新的先进战斗管理系统(ABMS),幽灵机器人公司的q - ugv向国家另一边的资产提供了目标数据。“我们的机器人是杀伤链的一部分,为美国空军操作员提供实时打击目标数据。它是通过西尔维斯网状无线电连接到彭萨科拉海岸附近的一艘战舰和一个星链卫星与之相连帕里克说战区.这些数据包括通过Android团队感知工具包(ATAK)获得的实时视频反馈和地理位置数据,ATAK是军事运营商使用的一种基于移动设备的态势感知应用程序。

在佛罗里达州埃格林空军基地的一次演习中,幽灵机器人公司的机器狗正在提供打击目标数据。一个苏联时代飞毛腿短程弹道导弹的运输-起重-发射装置被视为目标。鬼机器人

帕里克告诉我们:“我认为,一旦我们将这些系统的成本降低到可以在战场上投放数百个,这就变得令人兴奋了。”“我们可以在2022年之前准备好这项应用。”幽灵机器人公司的政府客户已经在要求更小、更有弹性的机器人模型,可以用降落伞或保护气泡从飞机上扔下来。幽灵机器人公司还在寻求开发更小、更轻的模型,能够攀爬链环围栏,或由单独的操作员携带,直到需要时再使用。

幽灵机器人公司表示,爆炸物处理(EOD)将是他们的q - ugv最受欢迎的应用之一。幽灵机器人公司已经与排爆技术制造商合作零点在他们的机器狗身上安装干扰器,使炸弹失效。该机器人的制造商还设想在化学、生物、辐射和核(CBRN)检测方面发挥作用,该公司称其为“无需动脑”。机器狗可以装上传感器,能够探测危险物质,并被派往可疑的CBRN储存地点,完全取代易受攻击的人类士兵或公共安全人员。

Ghost Robotics公司的下一款机器人的目标是两分钟规则,这意味着每个模块都应该能够在两分钟内拆卸或安装。这一规则,加上他们灵活、模块化的设计,意味着Ghost Robotics希望它的机器人能够完成大量可能出现的战场和支援角色。任何类型的有效载荷,包括电子战或电子支持措施,都可以附加到其中一只机器狗上。当然,如果一个EOD干扰器可以连接到其中一个机器人,小型枪支或弹药也可以假设。

幽灵机器人公司的Q-UGV最近在廷达尔空军基地进行演示。美国空军/空军一等蒂芙尼价格

各种附件系统,如TSLOTS或者Picatinny轨道,可以直接安装在机器人上。一些型号甚至有USB接口。帕里克说:“你可以插入任何无线电、任何传感器、任何有效载荷。”“你再也不用回到白灵身边了。”

除了国防应用,幽灵机器人公司还向世界各地的公共安全和应急管理机构推销他们的机器狗,以用于广泛的应用。Q-UGV可以被派往燃烧的建筑物或倒塌的建筑物废墟中寻找生命迹象,让人类或K-9急救人员远离伤害。在不太危险的情况下,幽灵机器人公司的q - ugv可用于资产维护或检查任务,用于大量的运输、基础设施或物流任务,如检查跑道上的异物或勘测长长的铁路线。

除了在国防、情报和国土安全领域的广泛合作伙伴之外,Ghost Robotics还希望满足制造业、能源和自然资源管理、建筑、医疗保健、物流等领域的应用“最后一英里”送货服务

军事工作犬,见见你的新战斗伙伴

幽灵机器人公司远不是国防部合作的第一家或唯一一家机器人公司。波士顿动力公司可能是世界上最著名的公司,因为它在这一特定领域的工作。我们询问了他们如何看待q - ugv领域的竞争,但我们还没有收到回复。尽管如此,Ghost Robotics现在仍然是为空军提供第一个主流作战使用的“机器狗”的公司,这是一项巨大的成就,将使他们在未来的竞争中占据优势。

从历史上看,美国军方一直在关注无人地面车辆还有机器人“打包骡子”角色尽管电机技术多年来由于能源需求而使这些应用不切实际重量限制.随着电池技术和驱动系统的新方法(如Ghost Robotics所使用的方法)不断改进,用不了多久,所有类型的无人地面车辆就会加入战斗。不过,把工作犬的概念从肉体改造成机械形态可能是最有趣的。

然而没有迹象表明战斗九年制义务在可预见的未来,军用工作犬将退役,取而代之的是它们的机械同行,人们可以想象在不久的将来,军用工作犬将与它们的机械表亲一起工作。

联系作者:Brett@TheDrive.com

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