無人地上車両

無人地上車両( UGV )は、人間が搭乗しなくても地面と接触しながら動作する車両です。UGV は、搭乗した人間のオペレーターを使用することが不便、危険、高価、または不可能である多くの用途に使用できます。通常、車両には環境を観察するためのセンサーがあり、自律的に動作を制御するか、遠隔操作によって遠隔地の人間のオペレーターを使用して車両を制御します。

UGV は、無人航空機、無人水中車両、無人水上車両に相当する陸上車両です。無人ロボットは、民間および軍事用途の両方で積極的に開発されています。

1904年、スペインの技術者レオナルド・トーレス・ケベドはテレキノと名付けた無線ベースの制御システムを開発していました。彼は最初のテストとして、有効範囲が20～30メートルの三輪陸上車両（三輪車）の形で実施することを選択しました。これは無人地上車両の最初の例でした。^{[1] [2]}

爆発性ロボットドローンの最初のプロトタイプは、1915年にフランスで発明されたオーブリオ・ガベの「陸上魚雷」 ^[3]と、 1915年7月にフランス第2軍で20台が配備されたシュナイダー・クルーゾのクロコダイルでした。 ^[4]

1921年10月発行のRCAのWorld Wide Wireless誌に、実際に動作するリモコンカーが報告された。この車は無線で操作され、この技術は戦車にも応用できると考えられていた。^[5] 1930年代、ソ連は機関銃を装備した小型戦車テレタンクを開発した。これは別の戦車から無線で遠隔操作された。テレタンクは、フィンランドとソ連の間で起こった冬戦争（1939年 - 1940年）や、 1941年にドイツがソ連に侵攻した後の独ソ戦争勃発時に運用された。第二次世界大戦中、イギリスは1941年にマチルダII歩兵戦車の無線操作版を開発した。「ブラックプリンス」として知られ、隠された対戦車砲の砲火を引き付けたり、破壊任務に使用された。戦車のトランスミッションシステムをウィルソン型ギアボックスに改造するコストのため、60台の戦車の注文はキャンセルされた。^[6]

1942 年から、ドイツ国防軍は遠隔操作による爆破作業にゴリアテの履帯式地雷を使用しました。ゴリアテは、制御ケーブルを介して 60 kg の爆薬を運ぶ履帯式車両です。1940 年にドイツがフランスに敗れた後に発見されたフランスの履帯式車両のミニチュア版をモデルにしています。コスト、低速、制御にケーブルに依存していること、武器に対する防御が貧弱であることなどの理由から、ゴリアテは成功とは見なされませんでした。

最初の主要な移動ロボット開発の取り組みは「シェーキー」と呼ばれ、1960年代に米国国防高等研究計画局（DARPA）の研究調査として行われました。シェーキーは、テレビカメラ、センサー、コンピューターを備えた車輪付きプラットフォームで、コマンドに基づいて木製のブロックを拾い上げて特定の場所に配置するというタスクをガイドします。その後、DARPAは、多くの場合米国陸軍と共同で、一連の自律型および半自律型の地上ロボットを開発しました。1983年から1993年にかけての戦略的コンピューティングイニシアチブの一環として、DARPAは 1985年頃に自律型陸上車両（ALV） ^[7]を実証しました。これは、道路上および道路外を実用的な速度で完全に自律的に移動できる最初のUGVです。^{[8] [確認するには引用が必要]}

2024年3月29日、ウクライナ戦争の東ウクライナ作戦の一環として、 AGS-17自動擲弾発射装置を装備したロシアのUGV小隊がウクライナのベルディチの町の近くでの攻撃のために配備され、直接的な最前線攻撃にUGVが使用されたのはこれが初めてでした。^[要出典]

UGVには通常、車両プラットフォーム、センサー、制御システム、誘導インターフェース、通信リンク、システム統合機能が含まれます。^[9]

プラットフォームは自動車、トラック、全地形対応車などであり、移動装置、センサー、電源が含まれます。移動手段としては、履帯、車輪、脚が一般的です。プラットフォームには関節式ボディが含まれ、他のユニットと結合することもあります。^{[9] [10]}電源には、内燃機関、バッテリー、水素などがあります。^[11]

センサーは環境のモデルを作成し、他の車両、歩行者、障害物を表示します。また、ナビゲーションパス上の車両の位置を特定します。センサーには、コンパス、走行距離計、傾斜計、ジャイロスコープ、カメラ、レーザーおよび超音波距離計、GPS無線、赤外線技術などがあります。^{[9] [12]}

無人地上車両は一般的に遠隔操作型または自律型と考えられているが、監視制御は自律操作と遠隔操作を組み合わせたものである。^[13]

遠隔操作 UGV は、人間のオペレーターによって制御されます。オペレーターは、直接の視覚的観察またはカメラなどのセンサーに基づいて決定を下します。遠隔操作の基本的な例としては、リモコンで操作されるおもちゃの車が挙げられます。

例:

• 自律ソリューション^[14]
• BTR-90「クリムスク」装甲兵員輸送車^{[引用が必要]}
• クリアパスロボティクス
• DOK-ING地雷除去、消火、地下採掘用 UGV
• DRDOダクシュ
• フォスターミラー タロン
• フロントラインロボティクス遠隔操作UGV（TUGV）^[15]
• グラディエーター戦術無人地上車両（アメリカ海兵隊が使用）
• G-NIUS 自律型無人地上車両 (イスラエル航空宇宙産業/エルビットシステムズ 合弁会社) Guardium
• グローバー – ゴダードの探査・研究用遠隔操作宇宙船
• ウラン9号
• アイロボット パックボット
• MacroUSA Armadillo V2 Micro UGV (MUGV) および Scorpion SUGV
• メサ・アソシエイツ戦術統合軽戦力展開アセンブリ ( MATILDA )
• ネレクタUGV、ベラルーシとロシアの演習中にZapad 2021に登場^[16]
• ノヴァ5
• リモテック ANDROS F6A
• リップソー MS1
• ロボウォッチ ASENDRO
• 無人スナッチランドローバー^[17 ]
• オランダ王国陸軍が使用し、ミルレム・ロボティクス社が開発したTHeMIS
• セルビア軍が使用する無人地上車両ミロシュ
• Vecna Robotics 戦場脱出支援ロボット(BEAR)
• VIPer

自律型 UGV (AGV) は、人間のコントローラーを人工知能技術で置き換える自律型ロボットです。車両はセンサーを使用して環境モデルに情報を提供し、次の動作を決定する制御システムをサポートします。これにより、人間が車両を監視する必要がなくなります。

自動運転車には以下の能力が必要です。

• 車両が出発地から目的地までのルートを選択できるようにする地図に基づいてナビゲートします。
• 人や車などの物体を検出します。
• 人間の支援なしにウェイポイント間を移動します。
• 任務の一部でない限り、人、財産、または自分自身に危害を加えることは避けてください。

ロボットは自律的に学習することもできます。自律学習には次の機能が含まれます。

• 能力を獲得する。
• 周囲の状況に応じて戦略を調整します。
• 周囲に適応する。
• ミッション目標の達成に向けて倫理的に行動します。

武装した自律型マシンは、戦闘員と民間人を区別する必要があります。これは、戦闘員が検出を避けるために意図的に民間人に変装する紛争では特に当てはまります。非常に正確であっても不完全なシステムでは、容認できない民間人の損失が発生する可能性があります。

機械と人間のオペレーターとの間のインターフェースには、ジョイスティック、自律ソフトウェア、音声コマンドなどが含まれる。^[9]

UGVと制御ステーション間の通信は、無線または光ファイバーを介して行うことができます。他の機械やロボットとの通信も含まれる場合があります。^[9]

望ましい結果を生み出すには、さまざまなハードウェアとソフトウェアの要素が連携して動作する必要があります。^{[9] [18]}

2024年時点では、多種多様なUGVが使用されていました。爆発物の取り扱いや爆弾無力化車両などの危険な状況、追加の強度や小型化が必要な場合、または人間が安全に移動できない場所で、人間の代わりに使用されるのが一般的です。軍事用途には、監視、偵察、目標捕捉などがあります。^[13]農業、鉱業、建設などの業界で使用されています。^[19] UGVは海軍作戦や海兵隊の戦闘で効果的であり、陸上と海上での物流作戦に役立ちます。^[20]

UGVは、平和維持活動、地上監視、ゲートキーパー/チェックポイント活動、都市部の路上での存在感、都市部での警察や軍隊の襲撃強化のために開発が進められている。UGVは敵から「先制攻撃」を引き寄せることができるため、軍隊や警察の死傷者を減らすことができる。^{[21]さらに、UGVは救助・復旧活動にも使用されており、} 9/11のグラウンドゼロでの生存者の発見にも使用された。^[22]

NASAの火星探査ローバープロジェクトには、スピリットとオポチュニティという2台のUGVが含まれていました。どちらも設計パラメータを超えて機能しました。これは、冗長システム、慎重な取り扱い、および長期的なインターフェースの意思決定によるものです。^[9] オポチュニティとその双子であるスピリットは、6輪の太陽光発電地上車両です。これらは2003年7月に打ち上げられ、 2004年1月に火星の反対側に着陸しました。スピリットは、2009年4月に深い砂に閉じ込められるまで、予想よりも20倍以上長く動作しました。^[23]オポチュニティは、想定された寿命の3か月を超えて14年以上運用されました。キュリオシティは2011年9月に火星に着陸し、当初の2年間のミッションはその後無期限に延長されました。^[要出典]

民間アプリケーションでは、製造環境におけるプロセスの自動化が行われています。^[24]カーネギー自然史博物館やスイス国立博覧会博覧会では、自律型ツアーガイドとして活躍しています。 ^[9]

UGVは農業用ロボットの一種です。無人トラクターは収穫のための短い時間枠に対応するため、24時間稼働することができます。UGVは散布や間引きに使用されます。^[25]作物や家畜の健康状態を監視するために使用できます。^[26]

製造現場では、UGVは材料の輸送に使用されます。^[27]航空宇宙企業は、これらの車両を製造ステーション間の重くてかさばる部品の精密な位置決めと輸送に使用しており、大型クレーンを使用するよりも速く、危険なエリアに人が立ち入らないようにすることができます。^[28]

UGVは鉱山のトンネルを走行し、地図を作成するために使用できます。^[29]レーダー、レーザー、視覚センサーを組み合わせたUGVは、露天掘り鉱山の3D岩石表面を地図化する目的で開発されています。^[30]

倉庫管理システムでは、UGVは、自律フォークリフトやコンベアによる商品の搬送から、在庫のスキャンや棚卸しまで、さまざまな用途に使用されています。^{[31] [32]} 無人搬送車は、倉庫で人間にとって危険な商品（腐食性や可燃性商品など）や、冷凍庫を通過するなどの特別な取り扱いが必要な商品を取り扱うために広く使用されています。^[33]

UGVは、都市部の捜索救助、消防、原子力対応など、多くの緊急事態で使用されています。 ^{[22] 2011年の}福島第一原子力発電所の事故の後、UGVは日本では、人間の存在が許されないほど放射線量が高かった地域での地図作成や構造評価に使用されました。^[34]

軍隊によるUGVの使用は多くの命を救ってきた。その用途には、地雷などの爆発性兵器処理（EOD）、重量物の積み込み、敵の攻撃下での地上状況の修復などがある。 ^[13]イラクで使用されたロボットの数は、2004年の150台から2005年には5000台に増加し、2005年末までにイラクで1000個以上の路上爆弾の処理に使用された。 ^[35] 2013年までに、米軍はそのような機械を7000台購入し、750台が破壊された。^{[36]米軍は、戦闘で兵士に取って代わる可能性のある、機関銃とグレネードランチャーを装備した武装ロボットとして機能するUGVを製造している。このような使用は、} OODAループから人間を排除することで倫理的な懸念を引き起こす可能性がある。^{[37] [38] [16]}

SARGEはヤマハ・ブリーズのフレームを使用した4輪駆動の全地形対応車です。各歩兵大隊に最大8台のSARGEユニットを提供することが目的です。^[39] SARGEは主に遠隔監視に使用され、歩兵の前方に派遣されて待ち伏せの可能性を調査します。

ジェネラル・ダイナミクス・ランド・システムズ社が製造した多用途戦術輸送車（MUTT）には、4輪、6輪、8輪のバリエーションがある。2013年時点では試験段階であった。^[40]

X-2は、デジタルコンセプトエンジニアリング社が製造した中型の無限軌道式UGVである。これは、EOD、捜索救助（SAR）、周辺巡回、通信中継、地雷探知・除去、および軽火器プラットフォームとしての使用を目的とした、以前の自律ロボットシステムに基づいている。全長1.31m、重量300kgで、最高速度は5km/hである。最大45フィートの急斜面を横断し、深い泥道を横切ることができる。この車両は、ホイールバローEODロボットにも使用されているマリオネットシステムを使用して制御される。^{[41] [42]}

ウォーリアーはパックボットの新モデルだが、サイズはパックボットの5倍以上ある。最高時速15マイルで移動でき、武器を運ぶことができる初のパックボットである。^[43]パックボットと同様に、爆発物の検査に重要な役割を果たす。68キログラムを運び、時速8マイルで移動できる。ウォーリアーの価格は40万近くである。すでに5000台以上が世界中に出荷されている。^[要出典]

TerraMax は、あらゆる戦術用車輪付き車両に統合できるように設計されており、ブレーキ、ステアリング、エンジン、トランスミッションに完全に組み込まれています。装備された車両は、運転手による操作が可能です。Oshkosh Defense社が製造し、このパッケージを装備した車両は、2004 年と 2005 年の DARPA グランド チャレンジ、および 2007 年の DARPA アーバン チャレンジに出場しました。海兵隊戦闘研究所は、2010 年に開始された貨物 UGV プロジェクトに TerraMax 搭載のMTVR を選択し、2015 年に海軍研究局向けの技術コンセプトのデモンストレーションに至りました。アップグレードされた車両の実証済みの用途には、無人ルート除去 (地雷ローラーを使用) や輸送車列に必要な人員の削減などがあります。^{[引用が必要]}

THeMIS (Tracked Hybrid Modular Infantry System) は、主に軍事用途向けに設計された地上配備型の武装ドローン車両です。エストニアのMilrem Robotics社によって製造されています。車両のオープン アーキテクチャにより、マルチミッション機能を実現しています。主な目的は、状況認識の向上、広範囲にわたる情報、監視、偵察の改善、基地内のロジスティクスのサポート、最前線部隊へのラスト マイル補給の提供、戦闘被害評価の支援です。この車両は、輸送プラットフォーム、遠隔兵器ステーション、IED検出および廃棄ユニットなどとして機能します。身体的および認知的負荷を軽減し、スタンドオフ距離、部隊保護、生存性を高めます。^[要出典]

THeMIS 戦闘 UGV には、機動部隊に直接射撃支援を提供する統合型自己安定化遠隔制御兵器システムが搭載されています。この兵器システムは、昼夜を問わず広範囲に高精度の射撃を提供し、スタンドオフ距離、部隊防御、生存性を向上させます。軽機関銃または重機関銃、40 mm グレネードランチャー、30 mm オートキャノン、対戦車ミサイルシステムを装備できます。

THeMIS ISR UGV には、マルチセンサー情報収集機能があります。このシステムは、下車した歩兵部隊、国境警備隊、法執行機関が生情報を収集して処理し、指揮官の反応時間を短縮するのに役立ちます。

タイプXは、エストニアのミルレム・ロボティクス社が設計・製造した12トンの装軌式ロボット戦闘車両である。全長600cm、全幅290cm、全高220cmのこの大型車両は、重量12,000kgで、最大積載量は4,100kgである。^[44]最大50mmの機関砲塔、またはATGM、SAM、レーダー、迫撃砲などのさまざまな兵器システムを搭載することができる。^[要出典]

タロンは主に爆弾処理に使用され、水深100フィートまで防水性があるため、水中の爆発物を捜索できる。タロンは2000年に初めて使用され、3,000台以上が世界中に配備された。2004年までに、タロンは20,000以上の個別のミッションで使用された。これらのミッションは主に、人間にとって危険すぎると考えられていた状況で構成されていた。^[35]これらには、ブービートラップが仕掛けられた洞窟への侵入、IEDの捜索、戦闘地域の偵察などが含まれる。タロンは走っている兵士と歩調を合わせることができる。1回の充電で7日間動作し、階段を登ることもできる。グラウンドゼロでの回収ミッションで使用された。タロンの耐久性は、橋から川に落ちたユニットによって証明されている。オペレーターは制御ユニットをオンに戻し、川から引き上げた。^[要出典]

SWORDSは、武器システムが取り付けられたTalonロボットです。Warriorのリリース後まもなく、SWORDSロボットが設計され、配備されました。SWORDSは、重量が300ポンド未満のあらゆる武器システムを搭載できます。^[43]ユーザーは、ほんの数秒で、グレネードランチャー、ロケットランチャー、50口径のマシンガンなどの武器を取り付けることができます。SWORDSは高精度で射撃し、1回のテストで70/70回ターゲットの中心に命中しました。^[39] 50口径の弾丸を複数回撃たれたり、ヘリコプターからコンクリートに落下したりしても、ダメージに耐えることができます。^[39]さらに、SWORDSロボットは、水中を含む困難な地形を進むことができます。^[43] 2004年には、SWORDSユニットは4台のみ存在していました。 2004年にタイム誌によって世界で最も驚くべき発明の一つに挙げられた。米軍は2007年にイラクに3機を派遣したが、その後プロジェクトへの支援を中止した。^[要出典]

SUMETシステムは、従来の車両をUGVに変換するために開発された、プラットフォームやハードウェアに依存しない低コストの電気光学的認識、位置特定、自律パッケージです。人間のオペレーターやGPSに依存せずに、厳しいオフロード環境でさまざまな自律操作を実行します。SUMETシステムは、さまざまな戦術的および商用プラットフォームに導入されており、オープンでモジュール式、スケーラブルで拡張可能です。^[45]

ASSCMは、TUBITAK（プロジェクトコード110M396）からの助成金を受けてユズンジュイル大学で開発された民間の無人地上車両です。 ^[46]この車両は、軟弱地盤の整地が可能な低コストの小型建設機械です。ポリゴンの境界が定義されると、機械はポリゴン内で自律的に整地を行うことができます。機械はCP-DGPSによって位置を、連続的な位置測定によって方向を決定します。

2014年4月、ロシア軍はRS-24ヤルスとRT-2PM2トポリMミサイル基地を警備するための遠隔哨兵としてタイフンM UGVを公開した。タイフンMはレーザー照準と大砲を搭載しており、偵察と巡回、静止または移動目標の探知と破壊、警備員への火力支援を行う。遠隔操作される。^{[47] [48]}

トルコの無人地上車両兵器プラットフォーム（UKAP）は、防衛請負業者のカトメルシレルとアセルサンによって開発された。この車両には、12.7mm SARP遠隔操作安定化兵器システムが搭載されている。^{[49] [50] [51]}

リップソーは、アメリカ陸軍による評価のためにハウ・アンド・ハウ・テクノロジーズ社が設計・製造した開発中の無人地上戦闘車両である。 ^[52]

coModule電動自転車はスマートフォンで遠隔操作され、ユーザーはデバイスを傾けることで自転車を加速、旋回、ブレーキをかけることができる。自転車は閉鎖された環境では自律走行することができる。^[53]

• 4D-RCS リファレンスモデルアーキテクチャ
• 自律物流
• 自動ガイドウェイ交通
• ブラックナイト（車両）
• 掘削車両
• クラッシャー
• DARPA LAGR プログラム
• 無人トラクター
• ゴリアテは私のを追跡した
• ミレンワークス
• 多機能ユーティリティ/物流および機器
• 遠隔操作型水中車両
• 自動運転車
• 無人航空機
• UGV相互運用性プロファイル（IOP）は、 JAUSに基づくUGVの公式軍事規格です。
• 車両自動化
• VisLab は、独自のVIACチャレンジ (自動運転車でイタリアから中国まで運転) を準備しています。

ウィキメディア・コモンズの無人陸上車両に関するメディア

• 無人地上車両、インテリジェント車両システム、サウスウェスト研究所。
• 無人地上車両/RGITワークショップ2011
• 「軍事ロボットの仕組み」
• 「無人およびダウンレンジ」Technology Today、2012 年夏。
• 小型ユニット機動性向上技術（SUMET）
• サティヤナラヤナン。他。 (2012-06-13)。 「無人地上車両」。