"RoBoats" tự động giờ đây thông minh hơn, nhanh nhẹn hơn và có thể in 3D

Anonim

Autonomous "RoBoats " giờ thông minh hơn, nhanh nhẹn hơn và có thể in 3D

Hàng hải

Michael Irving

Ngày 24 tháng 5 năm 2018

2 hình

Một RoBoat tự trị nguyên mẫu chạm mặt nước trong một lần chạy thử bể bơi (Tín dụng: MIT)

Không ai thích giao thông, và trong một ngày nào đó, chúng ta có thể thuê taxi bay để vượt qua nó, các thành phố như Amsterdam có một lựa chọn khác - một mạng lưới kênh rạch phức tạp. Dự án RoBoat đang lên kế hoạch đưa các tàu tự trị trên các vùng biển đó để chở khách và chở hàng, kết hợp với nhau để tạo thành các cấu trúc nổi tạm thời và giám sát môi trường. Bây giờ thiết kế đã được điều chỉnh để làm cho chúng thông minh hơn, nhanh nhẹn hơn và dễ sản xuất hơn.

Dự án RoBoat là sự hợp tác giữa MIT và Viện giải pháp đô thị tiên tiến Amsterdam. Mục đích là để giảm bớt tắc nghẽn trên các đường phố bận rộn bằng cách chuyển một số tải trọng giao thông đến các kênh đào bị sử dụng, với các thuyền tự trị hoạt động như taxi, xe tải giao hàng, xe chở rác hoặc bất cứ thứ gì khác mà họ có thể cần phải điền vào. Và thực hiện một số dịch vụ của thành phố vào ban đêm có thể giúp dọn đường nhiều hơn.

"Hãy tưởng tượng việc chuyển một số dịch vụ cơ sở hạ tầng thường diễn ra vào ban ngày trên đường - giao hàng, quản lý rác thải, quản lý chất thải - đến giữa đêm, trên mặt nước, sử dụng một đội tàu tự trị, ", Daniela Rus nói, đồng tác giả của một bài báo mới mô tả tiến trình của RoBoat.

Để đạt được điều này, nhóm dự án đã phát triển những chiếc thuyền nhỏ thông minh được trang bị một loạt các cảm biến và thiết bị điện tử, và cho họ khả năng cùng nhau xây dựng các cấu trúc nổi tạm thời như cầu, cầu cảng, hoặc thậm chí là nền tảng lớn cho các buổi hòa nhạc và thị trường. Nhóm RoBoat đã thử nghiệm một nguyên mẫu của những chiếc thuyền này vào năm 2016, gửi nó dọc theo một con đường được lập trình sẵn qua các kênh đào của Amsterdam.

Bây giờ, nhóm đã cải tiến thiết kế. Đầu tiên và quan trọng nhất, việc chế tạo được thực hiện dễ dàng hơn bằng cách in 3D thân tàu. Công việc mất 60 giờ sử dụng máy in thương mại, sản xuất 16 mảnh sau đó được nối lại với nhau và bịt kín bằng nhiều lớp sợi thủy tinh để tạo thành một thân tàu có kích thước 4 m x 2 m (13 ft x 6, 6 ft).

Mỗi chiếc thuyền mang theo một nguồn cung cấp năng lượng, ăng-ten Wi-Fi, GPS, một đơn vị đo lường quán tính (IMU), một máy tính mini và một vi điều khiển. Các mô-đun GPS có thể xác định vị trí của nó trong phạm vi cm ngoài trời, trong khi theo dõi trong nhà đạt được nhờ hệ thống đèn hiệu siêu âm. IMU giữ cho nó không bị lật và đo hướng của nó.

Để làm cho những chiếc thuyền trở nên nhanh nhẹn hơn, các nhà nghiên cứu đã đặt các máy đẩy ở trung tâm của bốn phía. Điều đó cho phép thuyền di chuyển ngang dễ dàng như tiến và lùi. Một cải tiến quan trọng khác, nhóm nghiên cứu cho biết, là thuật toán điều khiển phương tiện, được thiết kế để tính đến các yếu tố như lực ly tâm, kéo và thay đổi khối lượng khi thuyền tăng tốc hoặc chậm lại.

"Bộ điều khiển xem xét động lực học của thuyền, trạng thái hiện tại của thuyền, các hạn chế lực đẩy và vị trí tham chiếu trong vài giây tới, để tối ưu hóa cách thuyền lái trên đường đi, " Wei Wang, tác giả đầu tiên của nghiên cứu cho biết. "Sau đó, chúng tôi có thể tìm thấy lực tối ưu cho các bộ đẩy có thể đưa thuyền quay trở lại đường dẫn và giảm thiểu sai sót. "

Để đảm bảo các thuật toán điều khiển mới hoạt động, các nhà nghiên cứu đã chạy thử nghiệm với một nguyên mẫu thu nhỏ theo các đường dẫn đặt sẵn trong bể bơi và sông. Hơn 10 lần chạy thử, các lỗi theo dõi của nó nhỏ hơn so với dự kiến ​​khi sử dụng các thuật toán khác.

Công việc trong tương lai sẽ liên quan đến việc tìm cách tính toán sóng, dòng chảy và khối lượng hành khách và hàng hóa được thêm vào.

Bài viết nghiên cứu đang được trình bày tại Hội nghị Quốc tế về Robot và Tự động hóa trong tuần này, và nhóm đã trình diễn các thử nghiệm RoBoat trong video dưới đây.

Nguồn: MIT

RoBoats tự trị cuối cùng có thể chở người và hàng hóa dọc theo kênh rạch, hoặc tham gia để tạo thành cầu nổi hoặc cầu cảng (Tín dụng: MIT)

Một RoBoat tự trị nguyên mẫu chạm mặt nước trong một lần chạy thử bể bơi (Tín dụng: MIT)