作為最貼近我們生活的人工智能場景之一,自動駕駛技術(shù)一直備受關(guān)注,從谷歌Waymo到國內(nèi)的百度和滴滴,都在加緊研發(fā)推進,并且成功上線了一系列自動駕駛車輛,讓普通人也能感受到自動駕駛的魅力。
不過你有沒有想過,能否把自動駕駛技術(shù)應(yīng)用在船上呢?
還真有!近日,麻省理工學院計算機科學與人工智能實驗室(CSAIL)的研究人員稱,他們已經(jīng)創(chuàng)造了一種可以自主移動的自動駕駛船,它能夠在搭載乘客過河,即使是在湍急的水流中也能保持穩(wěn)定前行,一個完整的規(guī)模的、完全自主的機器人船。
上周四,這款名叫Lucy的自動駕駛船“Roboat”正式在阿姆斯特丹的運河“開工”,最多可舒適地搭載 5 人、來回在運河中收集廢物、運送貨物并提供按需基礎(chǔ)設(shè)施。
先來看看這艘船長什么樣。
從外形看,這艘船頗有未來感,黑灰相見,兩側(cè)的橙色正楷字母顯示出了制造商的名字。
這還是一艘全電動船,其電池只有一個小箱子那么大,可支持長達 10 小時的操作和無線充電功能。
“Roboat”成長史
2015 年底,自該團隊于 首次開始在 MIT 水池中開始運營小型船只原型,該項目剛剛開始的時候,使用的還是一米長的船只,只能在游泳池和運河中。到現(xiàn)在,“Roboat”已經(jīng)取得了長足的進步。去年,該團隊發(fā)布了他們的半比例、中型模型RoboatII,該模型長 2 米,重50公斤(110磅),可搭載4-6名乘客,被MIT稱為“Covid-friendly”,因為它足以使乘客之間保持隔離距離。它可以不到0.17米(7英寸)的誤差,在阿姆斯特丹運河上航行3個小時。
研究人員的目標是創(chuàng)造出能在阿姆斯特丹160多條運河中運送人和貨物的機器船隊,他們還希望這些船只能夠自主“變換隊形”,比如船只可以“串聯(lián)”或“并聯(lián)”在一起,以幫助減少行人擁堵。
今年,該團隊又推出了兩艘全尺寸Roboat,證明了他們的設(shè)計不僅僅是概念,它正在向更大、更實用的船只發(fā)展。
與道路相比,運河環(huán)境的速度相對較低,船只遇到行人的可能性要小得多。其他自動駕駛中面臨的問題也相對小,例如不必擔心車道標記的可變性。不過,船只也有很多獨特的挑戰(zhàn),比如其他船只可能不會遵守汽車在道路上的嚴格規(guī)則,再比如由于內(nèi)陸水道比較狹窄,GPS信號會由于河岸植被、河道旁建筑以及橋梁的遮擋而減弱,并且在內(nèi)河中,無人船的姿態(tài)變化更加頻繁,所以無人駕駛和海上無人船技術(shù)的通用策略在內(nèi)河上是行不通的。但總體而言,運河還是一個運行大型自主系統(tǒng)的好環(huán)境。
“我們現(xiàn)在在感知、導(dǎo)航和控制系統(tǒng)方面擁有更高的精度和魯棒性,包括新功能,例如用于鎖定的近距離接近模式和改進的動態(tài)定位,因此船只可以在現(xiàn)實世界的水域中航行,”麻省理工學院電氣工程和計算機科學教授、CSAIL 主任Daniela Rus在接受采訪時表示?!癛oboat 的控制系統(tǒng)也可以根據(jù)船上的人數(shù)做調(diào)整?!?/p>
下水!阿姆斯特丹運河履職,24/7 全天候執(zhí)行任務(wù)
為了在阿姆斯特丹熙熙攘攘的水域中快速航行,Roboat 需要精心融合適當?shù)膶?dǎo)航、感知和控制軟件。
使用 GPS,船只可以自主決定從 A 到 B 的安全路線,同時不斷掃描環(huán)境以避免與物體(例如橋梁、柱子和其他船只)發(fā)生碰撞。
為了自主確定自由路徑并避免撞到物體,Roboat 使用激光雷達和多個攝像頭來實現(xiàn) 360 度視圖。 這組傳感器被稱為“感知套件”,可讓 Roboat 了解其周圍環(huán)境。 例如,當感知撿到一個看不見的物體(例如獨木舟)時,算法會將物品標記為“未知”。 當團隊稍后查看當天收集的數(shù)據(jù)時,該對象將被手動選擇并可以標記為“獨木舟”。
控制算法——類似于用于自動駕駛汽車的算法——有點像舵手向劃船者下達命令,通過將給定的路徑轉(zhuǎn)換為“推進器”的指令,推進器是幫助船只移動的螺旋槳。
更令人驚訝的是這艘無人駕駛船的鎖定機制,當他們檢測到特定的二維碼時,船上的小型攝像頭會將它引導(dǎo)到停靠站或其他船只。
“該系統(tǒng)允許 Roboat 連接到其他自動駕駛船只和停靠站,形成臨時橋梁,以緩解交通,或者是浮動舞臺或者小廣場,這在上一代設(shè)計中是不可能的?!甭槭±砉W院城市研究與規(guī)劃系 (DUSP) 和可感知城市實驗室主任 Carlo Ratti 教授表示。
從設(shè)計上講,Roboat 也是多功能的。該團隊創(chuàng)造了一種通用的“船體”設(shè)計——這是船在水中和水上行駛的部分。雖然普通船具有獨特的船體,專為特定目的而設(shè)計,但 Roboat 具有通用船體設(shè)計,其中底座相同,但頂層甲板可以根據(jù)用例切換。
Roboat 的下一步是在公共領(lǐng)域更廣泛使用。由于 Roboat 可以 24/7 全天候執(zhí)行任務(wù),而且船上沒有船長,這為城市增加了巨大的價值。然而,出于安全原因,陸上操作員將從控制中心遠程監(jiān)控 Roboat。一名操作員可以監(jiān)控 50 多臺 Roboat 裝置,確保平穩(wěn)運行。
相關(guān)報道:
https://spectrum.ieee.org/mit-robot-boats
https://electronics360.globalspec.com/article/17365/video-mit-s-full-scale-autonomous-boat-debuts-in-amsterdam
https://news.mit.edu/2021/autonomous-taxi-roboats-1027
本文來自微信公眾號“大數(shù)據(jù)文摘”(ID:BigDataDigest),作者:Mickey,36氪經(jīng)授權(quán)發(fā)布。
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