터널 건설 현장을 탐색하는 드론...굴착면 3D 기하학적 구조 측정 VIDEO: Researchers test novel drone navigation technology in an active Japanese tunnel construction site
카네기 멜론대 시마다 기계공학과 교수 연구팀
드론이 수색 구조 임무에서 생명을 구하거나 심지어 우리의 소포를 안정적으로 배달하기 위해서는 사고 없이 동적인 환경을 탐색할 필요가 있다. 무인 항공기(UAV)는 열린 공간을 통해 몇 번이고 조종하는 데 성공했지만, 특히 GPS 신호가 없는 실내 환경에서 움직이는 장애물의 예측 불가능성은 도전과제였다. Kenji Shimada와 그의 학생들은 실내 동적인 환경에서 자율적인 비행을 가능하게 하는 새로운 기술을 개발하기 위해 이 문제에 관심을 기울였다.
이 새로운 기술인 드론의 탐색과 장애물 회피, 그리고 동적인 장애물 추적과 지도 제작이 지난 겨울 시험대에 올랐다. 시마다의 드론은 산업 파트너사인 토프라이즈와 오바야시가 후원한 프로젝트의 일환으로 움직이는 인간 노동자들과의 충돌을 피하면서 활발한 일본 터널 건설 현장을 탐색하는 임무를 맡았다.
시마다 기계공학과 교수는 "기업들은 젊은이들이 더 이상 위험하고 육체적인 일을 하고 싶어하지 않는다는 것을 인식해 그 공백을 메우기 위해 로봇공학에 투자하고 있다"고 설명했다.
시마다의 드론은 터널의 굴착면의 3D 기하학적 구조를 측정할 수 있었다. 이 정보는 설계 데이터와 비교했을 때, 건설업자들에게 사람들을 위험에 빠뜨리지 않고 터널의 어떤 부분이 완전하고 어떤 부분이 더 확장되어야 하는지를 말해준다.
"우리가 아는 한, 무인기로 3D 스캔이 동적이고 건설 중인 터널 환경에서 행해진 것은 이번이 처음입니다"라고 드론 프로젝트의 수석 박사과정 학생인 Zhefan Xu가 말했다.
터널에서 일하는 사람들처럼 움직이는 물체의 경로를 예측하기 위해, 그 팀은 3D 하이브리드 지도를 사용하여 정적인 환경을 고려하는 동시에 동적인 장애물을 추적하는 최초의 실시간 시스템을 도입했다. 이 기술로, 그 팀은 충돌을 예방하기 위해 움직이는 드론들이 요구하는 실시간 계획을 고려하도록 이전의 알고리즘을 개선했다. 그 조합 시스템은 드론들이 충돌이 발생할 수 있는 장소를 근사화하고 그것을 예방하도록 한다.
"이 프로젝트의 아이디어는 공상과학 영화의 한 장면에서 로봇이 날아다니며 지하 구조물을 검사하는 것에서 비롯되었습니다. 드론에 대한 10년의 연구와 이 프로젝트에 대한 3년의 시간 후에, 저는 우리가 그것을 현실로 만들었다는 것에 흥분됩니다. 저는 이 기술이 건설 현장의 근로자들의 안전을 개선하는데 큰 영향을 미칠 것이라고 생각합니다"라고 시마다는 말했다. 이 연구는 전기전자공학연구소 (IEEE)가 주최한 2023 국제 로봇 및 자동화 컨퍼런스 (ICRA)에서 발표되었다
https://techxplore.com/news/2024-01-drone-technology-japanese-tunnel-site.html
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