米国、メキシコ国境の警備にロボット犬を導入へ
アメリカ南西部は、厳しい地形、極端な気温、そして国境警備に当たる人々にとって危険な障害となりうるその他の環境上の脅威が組み合わさった地域です。領域は広大で、その監視は米国の安全保障にとって極めて重要だと、国土安全保障省は主張しています。
このため、科学技術局（S&T）は、米国税関・国境警備局（CBP）に新技術による支援の手を差し伸べています。その技術は、CBP職員の能力拡張に役立つと同時に、彼らの安全性も高めることができます。
S&Tは、この分野におけるCBPの技術的ニーズを十分に理解しています。国土安全保障省（DHS）の研究開発部門として、同局はCBPの困難な任務を支える解決策を常に模索しています。例えば現在S&Tは、CBPの人員を四足歩行のロボットで補完し、同庁がリソースをより適切に配分できるよう支援しています。
「南部国境は人間にも動物にも過酷な場所であり、だからこそ機械がそこで活躍できるのです。S&Tが主導するこの取り組みは、地上監視用の自律型車両、いわゆる「AGSV」に焦点を当てています。要するに、AGSVプログラムはロボット犬に関するものです…」
このプログラムの目的は、技術を活用してCBPの存在感を高めると同時に、人々が生命に関わる危険な状況にさらされる機会を減らすことです。
S&TのAGSVプログラムは、この目標を達成するため、Ghost Robotics（高度なAGSVシステムを開発する業界パートナー）と協力しました。Ghost Roboticsは参加した際、既存のロボット犬のバージョンを、CBPの多目的な任務に合わせて改良する機会を見出しました。
Ghost Roboticsのチーフプロダクトオフィサー、ガビン・ケネリーによると、同社の45kgのロボット犬は、まさにCBPが必要とする作業のために作られたものです。「これは頑丈な四足ロボットです。砂、岩、丘陵など、あらゆる種類の自然地形や、階段のような人工環境を横断できます。」
この地域の事情を考えると、四足歩行の機械を追加することはリソースの賢い活用です。厳しい国境地帯では多くの種類の違法行為が起きているため、隠れみのとして使うこともできます。
「どこにでもあるような一般的な犯罪行為に加え、国境沿いでは人身売買、麻薬密輸、そして銃器や、場合によっては大量破壊兵器を含むその他の密輸にも対処しなければなりません。こうした活動は、単独の個人から国際犯罪組織、テロリスト、敵対国の政府まで、誰によっても行われ得ます」
ベッカーは危険性について詳しく説明し、次のように付け加えました。「砂漠や山岳地帯で活動する際、エージェントや担当官は起伏の激しい地形、猛烈な暑さと湿気に対処しなければならず、もちろん、危害を加えようとする人々と遭遇する可能性もあります。しかし、身近な場所にも多くのリスクがあります。例えば、国境戦術オペレーターが都市や港に出動する際には、危険な環境条件、予測不能な人々、敵対的な脅威に直面することがあります。こうした状況はすべて、本質的に危険となりえます。」
CBPが直面する課題は、ロングにも見過ごされていません。「S&Tでの私たちの仕事の大部分は、DHSの現在の運用ニーズを理解し、それを支える革新的な技術を見つけることです。CBPの任務が広範で、職員へのリスクが大きいことを私たちはよく理解しています。だからこそ、能力のギャップを埋めるS&Tの取り組みはとても重要なのです。そして、だからこそ私たちはロボット犬が最適だと考えているのです。」
S&Tは、CBPおよびGhost Roboticsとともに、仕様策定、開発、能力テストに約2年半取り組みました。この協力により、CBPの任務に焦点を当てたAGSVプラットフォームの重要な改良が実現しました。
「CBP INVNTのパートナーとの話し合いの後、私たちはチームを結成し、共同で能力のギャップを特定し、課題を明確にし、「運用ユースケース演習」と呼ばれる基準とテストモデルを開発しました。その後、技術に対する期待のハードルを設定し、すべてを請負業者に引き渡しました」
実地適用の段階に入る前に、ロボット犬はまず、バージニア州ロートンの施設に移送され、「ペイロードの初期統合」段階に入りました。いわゆる「ペイロード」とは、ロボットに搭載されると、リアルタイムの映像やその他のデータを、AGSVを監視する人間に送信できるセンサーパッケージのことです。
チームは、AGSVへのさまざまなペイロードカメラ、センサー、無線機の取り付けの容易さと統合性を評価し、その後ノートパソコンや携帯型リモコンで操作できるかを検証しました。また、アスファルト、草地、丘陵での移動も評価されました。
ロートンでのテストを無事に終えた後、すべてはさらなる高度なテストと評価のためにテキサス州エルパソに移されました。科学技術の能力評価では、プログラムされた犬が任務をこなせるかどうかが判定されました。国境沿いでは、ユースケース演習が始まるにつれて課題が深刻化しました。この段階では、現実的なシナリオにおけるロボットの能力が評価されました。
ロング氏のチームは、米陸軍夜間視認・電子センサー局（NVESD）およびGhost Roboticsと協力し、ロボット犬が多様な任務に対応できるよう準備を確認しました。エルパソでの演習では、厳しい条件下での機動、限られた空間での作業、高温への耐性、低酸素環境での任務遂行が求められました。これらはCBPのエージェントや担当官にとって特に危険な状況です。
求められるプラットフォームの柔軟性の例として、Ghost Roboticsはペイロード機能をオープンシステムとして開発しました。これにより、さまざまな種類のカメラ（360度、サーマル、ナイトビジョン、ズーム）やセンサー（化学、生物、放射線、核）をロボットに容易に統合できるという利点があります。
取り付け後、ペイロードは、AGSVを動かす高性能プロセッサに接続されます。使用中、AGSVは無線、Wi-Fi、GPSなどの標準的な周波数を介して操作者と通信します。AGSVが約束された性能を発揮できるかを確かめるため、9kgのペイロードを搭載した状態で、丘を登り、窪地や岩場を下るテストが行われました。
その後、テストは住宅を模した屋内訓練施設に移りました。そこでロボット犬は、潜在的に敵対的な人物との遭遇を想定したシナリオに直面しました。操作者は、制御モードと無線接続を使って、AGSVを建物内に進入させ、廊下を移動させ、角の向こうを確認させ、階段を移動させることができます。
その後、砂漠地帯では、犬は歩哨を模倣するようプログラムされました。この自律モードでは、AGSVは事前に定められたGPS経路点に到達すると、進路を変えて旋回しました。巡回を終えると基地に戻りました。ロボットは昼夜を問わずこれを行いました。追加のテストには、鉄道駅で貨車の外側、内部、下を点検する動作のシミュレーションが含まれました。
耐久性テストも、全体の演習の重要な部分でした。バッテリー稼働時間と地形がその耐久性に与える影響のデータが収集されました。幸いにも、Ghost RoboticsチームがCBP向けのロボット犬を開発した際、動力効率に多くの努力を注ぎました。彼らの目標は、バッテリー駆動の犬が最大のペイロードを搭載して、より長い任務を遂行できるようにすることでした。
ケネリーは、ロボット犬の脚が非常に高度で敏感であり、「モーターを通じて感じ取る能力があり、摩擦の力を評価し、凹凸のある滑りやすい表面に自動的に適応できる」と述べています。この自己補正能力によって、さまざまな条件下でのオフロード作業に理想的なプラットフォームとなっています。
チームが評価したその他の仕組みには、摩耗した「脚」のトラックを交換しやすさなど、基本的な現場での整備や修理が含まれていました。各演習から貴重な情報が収集されました。ロングはプロセスについて次のように説明しました。「業界がプロトタイプを開発すると、私たち（この分野のパートナーとともに）は新技術を評価し、開発者にフィードバックを与えます。こうして次のバージョンの技術は、私たちが必要とする機能を果たし、狙いを定めている能力のギャップを埋めるのです。」
実際の状況でロボット犬の開発とテストを監視することは、S&Tが最も革新的な進歩をDHSに導入しようとしていることを示す好例です。
