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Veicoli terrestri senza pilota
I veicoli terrestri senza pilota (UGV) sono sistemi robotici che operano a terra senza un operatore umano a bordo. Sono utilizzati per un’ampia gamma di applicazioni civili e militari, in particolare in ambienti pericolosi o sgradevoli per l’uomo e per compiti difficili, noiosi o che comportano rischi inaccettabili.
Ripsaw® M5 UGV di Textron Systems
Le piattaforme UGV possono essere progettate da zero o basate su un veicolo terrestre con equipaggio esistente, come una Land Rover. Sono disponibili anche kit per convertire i veicoli con equipaggio in UGV e possono fornire funzionalità opzionali con equipaggio che consentono agli utenti di scegliere tra il funzionamento con o senza equipaggio.
Gli UGV possono essere controllati a distanza tramite una stazione di controllo portatile o fissa, oppure funzionare in modo autonomo. Gli UGV autonomi possono spostarsi tra waypoint predefiniti o vagare nell’ambiente per eseguire la loro missione. Gli UGV che operano in ambienti precedentemente inesplorati o in costante cambiamento potrebbero dover raccogliere informazioni e costruire una mappa dell’ambiente circostante utilizzando tecniche come la localizzazione e mappatura simultanea (SLAM). L’intelligenza artificiale e l’apprendimento automatico possono anche aiutarli ad adattarsi all’ambiente circostante.
UGV anfibio Bayonet 150 di Greensea IQ
I tre principali metodi di locomozione degli UGV sono ruote, cingoli e gambe. Le ruote sono efficienti dal punto di vista energetico e consentono di raggiungere velocità elevate su terreni pianeggianti, ma non sono adatte per attraversare terreni fuoristrada e irregolari, poiché possono rimanere bloccate o affondare nel terreno a causa della superficie di contatto ridotta e quindi della maggiore pressione. I cingoli sono l’opzione migliore per i terreni accidentati, ma sono più lenti, meno efficienti, comportano una maggiore complessità meccanica e causano maggiori vibrazioni. I robot terrestri dotati di gambe sono in grado di affrontare una grande varietà di terreni, ma hanno una velocità limitata e richiedono hardware complesso per il controllo e la stabilità.
Gli UGV di piccole dimensioni possono essere alimentati da batterie elettriche. Quelli più grandi possono utilizzare un motore a benzina o diesel, oppure un sistema ibrido che utilizza un motore a combustione per azionare un generatore elettrico invece di collegarsi direttamente al sistema di locomozione. Sono inoltre in fase di sviluppo sistemi di alimentazione a celle a combustibile a idrogeno per UGV.
Le comunicazioni wireless sono necessarie per azionare gli UGV a distanza, nonché per trasmettere filmati video e altri dati dei sensori. Ciò avviene in genere tramite comunicazioni RF (radiofrequenza), collegamenti satellitari o fibra ottica wireless. Gli UGV richiedono spesso comunicazioni non in linea di vista (NLOS) poiché operano in ambienti urbani e affollati. La tecnologia MANET (Mobile Ad Hoc Network) viene spesso utilizzata per aiutare gli UGV a mantenere i collegamenti anche in condizioni avverse.
Gli UGV possono essere dotati di una varietà di sensori e carichi utili. Poiché operano in ambienti interni e in altri ambienti in cui il GNSS non è disponibile, gli UGV possono affidarsi a sensori LiDAR, combinati con sistemi di navigazione inerziale e odometria del veicolo, per una navigazione accurata. I sensori e i carichi utili specifici per la missione includono telecamere RGB e termiche, bracci manipolatori, sensori chimici ed esplosivi e sistemi d’arma.
Gli UGV sono utilizzati per un’ampia gamma di applicazioni civili, quali ricerca e soccorso urbano, antincendio, operazioni in centrali nucleari, controllo della folla e irrorazione e raccolta agricola.
Gli UGV militari vengono utilizzati per lo smaltimento di ordigni esplosivi (EOD), il trasporto di attrezzature, la ricognizione avanzata, le piattaforme d’arma mobili e la collaborazione tra equipaggi umani e senza equipaggio. Molte piattaforme UGV possono essere rapidamente riconfigurate per svolgere molteplici ruoli.
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