Флот автономных облика лодки

Флот МИТ роботизированной лодки был обновлен с новыми возможностями, чтобы «принимать,» по автономным отключением и повторной сборки в различных конфигурациях, в виде плавающих конструкций в многочисленных каналов Амстердама.

Автономная лодки — прямоугольные корпуса оборудованы датчики, двигатели, микроконтроллеры, модули GPS, камер и другого оборудования-разрабатываются в рамках текущего проекта «Roboat» между MIT и амстердамский Институт перспективных решений Метрополитен (Института АПП). Проект возглавляет профессор МТИ Карло Ратти, Даниэла Рус, Денис француз, и Эндрю Уиттл. В будущем, Амстердам хочет roboats свою крылатую 165 извилистых каналов, перевозя грузы и людей, собирающих мусор, или самосборки в «всплывающем» платформ-таких, как мосты и этапы-чтобы помочь облегчить заторы на городских оживленных улицах.

В 2016 году исследователи из MIT протестировали прототип roboat, которая может двигаться вперед, назад и латерально вдоль запрограммированного пути в каналах. В прошлом году, исследователи разработана малозатратная, 3-Д печать, на одну четверть шкалы варианты лодок, которые были более эффективными и гибкими, и был оснащен передовой траектория-алгоритмы отслеживания. В июне они создали автономный запирая на задвижку механизм который пускать кораблики цели и застежка на друг друга, и стараться, если они терпят неудачу.

В новый документ, представленный на международный симпозиум IEEE по мульти-роботов и мультиагентных систем, исследователи описывают алгоритм, который позволяет roboats ровно как можно эффективно изменить себя. Алгоритм обрабатывает все планирование и отслеживание группы единиц roboat, чтобы отсоединить друг от друга в одном наборе конфигурации, проехать без столкновений путь, и прикрепить на их место на новые конфигурации.

В демонстрациях в МТИ бассейн и в компьютерных симуляторах, группы связанных узлов roboat переставить сами из прямых линий или квадратов в других конфигурациях, таких как прямоугольники и «L» формы. Экспериментальные преобразования заняла всего несколько минут. Более сложные превращения может занять больше времени, в зависимости от количества движущихся частей, — которые могут быть десятки-и различия между двумя формами.

«Мы позволили roboats сейчас сделать и разорвать связи с другими roboats, с надеждой переносить деятельность на улицах Амстердама в воду», — говорит Рус, директор департамента компьютерных наук и лаборатории искусственного интеллекта (CSAIL) и Эндрю Витерби и Эрна профессор электротехники и компьютерных наук. «Набор лодки может прийти вместе, чтобы сформировать линейные формы, как поп-до мостов, если нам нужно отправить материалы или людей от одной стороны канала к другой. Или, мы можем создать всплывающее широкой платформы для цветка или продовольственных рынках».

Прихода в Русь на бумаге: Ратти, директор Лаборатории Senseable города Массачусетского технологического института, а также из лаборатории, автор первого Банти Gheneti, Райан Келли, и обратил Мейерс, все исследователи; парк Shinkyu постдока; и научный сотрудник Пьетро Леони.

Бесконфликтной траектории

Для их работы, исследователям пришлось решать проблемы с автономной планирования, отслеживания и подключение групп единиц roboat. Дает каждому уникальные возможности устройства, например, найти друг друга, договориться о том, чтобы разорвать на части и реформы, а затем свободно передвигаться, потребуется комплекс средств связи и методов управления, которые могли бы сделать движение неэффективно и медленно.

Чтобы сделать вашу работу удобней, исследователи разработали два вида единиц: координаторы и рабочие. Одного или нескольких работников подключиться к одному координатору, чтобы образовать единое целое, называется платформа «Связной-судно» (ЦВД). Всех координаторов и подразделения работник имеет четырех винтов, поддерживающего беспроводную связь микроконтроллера и нескольких автоматизированных механизмов фиксации и систем зондирования, которые позволяют им связать воедино.

Координаторы, однако, также оснащены GPS для навигации, а также инерциальный измерительный блок (IMU), который вычисляет локализации, позы и скорость. Работники имеют только приводы, которые помогают ЦВД рулить по пути. Каждый координатор осознает и может поддерживать беспроводную связь со всеми подключенными рабочими. Структуры состоят из нескольких CVPs, и индивидуальных CVPs может зацепиться друг с другом, чтобы сформировать более крупное образование.

Во время облика, все связано CVPs в структуре сравнивать геометрические различия между свою первоначальную форму и новую форму. Затем каждый ЦВД определяет, если он остается в том же месте, и если он должен двигаться. Каждый движется ЦВД затем назначается время для того чтобы демонтировать и новую позицию в новой форме.

Каждый ЦВД использует пользовательский траектории-планирования, методика расчета пути, чтобы достичь своей целевой позиции без перерыва, а также оптимизация маршрута на скорость. Для этого каждый ЦВД precomputes все столкновения-бесплатно регионы вокруг движущегося ЦВД, как она вращается и отходит от неподвижного один.

После препроцесса этих столкновений регионов, ЦВД потом находит кратчайший путь к своей конечной цели, которая по-прежнему удерживает его от удара о неподвижный блок. В частности, методы оптимизации используются, чтобы сделать всю траекторию-процесс планирования очень эффективно, при предварительном вычислении принимая чуть более 100 миллисекунд, чтобы найти и уточнить безопасных путей. С использованием данных GPS и IMU, координатор оценивает свою позу и скорость его центра масс, и без проводов контролирует все пропеллеры каждый блок и перемещается в указанную точку.

В своих экспериментах исследователи протестировали три-блок CVPs, состоящий из одного координатора и двух рабочих, в несколько различных сценариев трансформации. В каждом сценарии участвует большая ЦВД отпирания от начальной формы и перемещение и relatching на целевое место во второй ЦВД.

Три CVPs, например, переставить себя с прямой линии, где они были запертый вместе по сторонам — в прямую линию подключен на передней и задней, а также «л.» В компьютерных симуляциях, до 12 roboat блоки переставляются сами, скажем, прямоугольник в квадрат или квадрата в Z-образную форму.

Наращивание

Эксперименты проводились на четверть размера единицы roboat, которые измеряют около 1 метра в длину и полтора метра в ширину. Но исследователи считают, что их траектории-планирования алгоритм хорошо масштабируется в управлении полноразмерный агрегат, который будет измерять длиной около 4 метров и шириной до 2 метров.

Примерно через год ученые планируют использовать roboats формы в динамическую «мост» через 60-метровый канал между Научный музей «Немо» в центре Амстердама и это в стадии разработки. Проект, под названием RoundAround, будут работать roboats плыть в непрерывном круге через канал, подбирая и высаживая пассажиров на пристанях и остановки или изменения маршрута, когда им что-нибудь обнаружить в сторону. В настоящее время, гуляя вокруг этого водного пути составляет около 10 минут, но мост может сократить это время до двух минут.

«Это будет первый в мире мост, состоящий из флота автономных лодок,» Ратти говорит. «Обычный мост будет супер дорого, потому что у вас есть лодки переживает, поэтому вы должны были бы иметь механический мост, который открывает или очень высокого моста. Но мы можем соединить две стороны канала [с помощью] автономный лодок, которые становятся динамичными, отзывчивый архитектуры, которые плавают на воде».

Для достижения этой цели, исследователи дальнейшего развития roboats, чтобы убедиться, что они могут безопасно удерживать людей, и являются надежными для всех погодных условий, таких как сильный дождь. Они также убедившись, что roboats могут эффективно подключаться к стенкам артерий, которые могут сильно различаться по структуре и дизайну.

сделать разницу: спонсорские возможности