Städer rika på vattendrag kommer snart att se en minskning av sin trafik med införandet av autonoma flerbruksfartyg. Ett team av forskare från MIT:s datavetenskap och artificiell intelligens Laboratory (CSAIL) och Senseable City Lab har designat en flotta av billiga 3D-utskrivna autonoma båtar. Dessa fartyg kan användas för att transportera människor och varor, utföra tjänster på natten och monteras i olika strukturer.
Daniela Rus, chef för CSAIL, sa: “Föreställ dig att flytta några av de infrastrukturtjänster som vanligtvis sker under dagen på vägen – leveranser, sophantering, avfallshantering – till mitt i natten, på vattnet, med hjälp av en flotta av autonoma fordon. båtar”. Dessa fartyg på 4 gånger 2 meter kommer att vara utrustade med hårdvara som gör att de kan komma in i en mängd olika strukturer på några timmar, som flytande broar eller underhållningsplattformar. Fartygen kommer också att ha potential att övervaka vattnet de navigerar genom miljödetektorer.
Båtarna skapades i ett 16-delat rektangulärt skrov som är 3D-printat på cirka 60 timmar och förseglat med glasfiber. Hjälmen är utrustad med funktioner som strömförsörjning, Wi-Fi-antenn, inomhus ultraljudsfyrsystem, kinematiska GPS-moduler för utomhusbruk och en IMU-modul (Inertial Measurement Unit). Den rektangulära formen bestämmer att båten också kan röra sig i sidled och även kan ansluta till andra båtar. Fartyget kan också spåra sin position noggrant genom en icke-linjär modell för prediktiv kontroll (NMPC) algoritm mycket effektivt som kräver mindre än 1 millisekund för att fungera.
Teamet testade kontrollalgoritmerna med en mindre prototyp av båten i en simbassäng och på Charles River. Efter 10 testkörningar hittade forskarna färre spårningsfel än i den traditionella kontrollalgoritmen eftersom algoritmen är implementerad på en styrdator som producerar sed var 0,2:e sekund. Wei Wang, en gemensam postdoc vid CSAIL och Senseable City Lab, sa: “Kontrollenheten tar hänsyn till båtens dynamik, båtens nuvarande tillstånd, dragkraftsbegränsningar och en referensposition under de närmaste sekunderna, för att optimera hur båten kör på vägen. Då kan vi hitta den optimala kraften för propellarna som kan få båten tillbaka på rätt spår och minimera fel.”
Forskare arbetar också med adaptiva styrenheter som lämpar sig för förhållanden för att transportera människor och gods, samt störningar från starkare vågor och strömmar. Wang sa: “Vi fann faktiskt att Charles River har mycket mer ström än i Amsterdams kanaler. Men det kommer att röra sig många båtar, och de stora båtarna kommer att ge stora strömmar, så vi måste fortfarande överväga detta.”
