Исследователи из лаборатории компьютерных наук и искусственного интеллекта МТИ и Senseable City Lab создали очень маневренные беспилотные лодки, которые можно печатать на недорогом 3D-принтере. Каждая лодка состоит из 16 деталей. Печатают их отдельно, а затем собирают, как конструктор. Весь процесс занимает около 60 часов. Готовый корпус герметизируют несколькими слоями стеклопластика — и корабль готов.
Лодки сделали прямоугольными (2 на 4 метра), чтобы они могли передвигаться боком и пристыковываться к другим судам, создавая модульные конструкции. Четыре мотора размещены по центру каждой из сторон. Такое решение сделало лодки более маневренными.
В корпус вмонтированы блок питания, Wi-Fi, GPS, миникомпьютер и микроконтроллер и различные датчики. Чтобы лодки могли рассчитывать траекторию движения, исследователи использовали встроенный ультразвуковой радиомаяк и наружные кинематические GPS-модули реального времени. Они обеспечивают локализацию с точностью до сантиметра. В перспективе в них можно встроить датчики мониторинга окружающей среды, тогда водные беспилотники смогут сами проверять городские воды на загрязненность.
Для наилучшей ориентации лодок в пространстве ученые разработали новую версию алгоритма прогнозирования нелинейного модельного предсказания (NMPC), который часто применяют для управления и навигации роботов. Он учитывает динамику лодки, сопротивление воды, центробежную силу и другие параметры. NMPC контролирует все четыре мотора лодки, обновляя информацию каждые 0,2 секунды и просчитывая идеальную скорость и траекторию движения. Кроме того, исследователи добавили алгоритм идентификации, который позволяет системе учитывать новые обстоятельства и учиться на ходу.
По мнению исследователей, беспилотные лодки смогут заменить автомобили в городах вроде Амстердама или Венеции, где вместо дорог — водные каналы. Они будут перевозить пассажиров и доставлять товары, а конструкцию из нескольких лодок можно использовать как небольшое уличное кафе. Кроме того, водными беспилотниками можно заменить мусоровозы.
Правда, пока такие суда не готовы к массовому производству. Исследователи продолжают испытывать лодку в реальных условиях и в специальном бассейне, чтобы разработать адаптивные контроллеры для учета массы и сопротивления при перевозке различных грузов, а также алгоритмы учета волн.
Каналы есть далеко не во всех городах, поэтому беспилотные лодки останутся прерогативой Петербурга и Бангкока. А вот беспилотные автомобили, похоже, появятся везде. Поэтому университет Женевы возглавил проект по продвижению беспилотного транспорта и разработке правовых норм для его функционирования. К проекту AVENUE подключились регуляторы, разработчики ПО и автомобильные производители. Вместе они образовали консорциум, который должен приблизить массовое распространение в Европе безопасного и эффективного автономного транспорта.
