电动未来:麻省理工学院将展示电动自主船技术

来自麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室(CSAIL)和可感知城市实验室的科学家，与荷兰阿姆斯特丹高级都市解决方案研究所(AMS Institute)一起，展示了他们自主航行三部曲中的最后一个项目：一艘准备沿阿姆斯特丹运河部署的全尺寸、全自主机器人船“Roboat”。


自2015年底该团队首次在麻省理工学院的水池中创建小型船原型以来，“Roboat”已经取得了长足的进展。去年，该团队发布了他们的半尺寸中型船型，长2米，展示了良好的航行能力。今年，两艘全尺寸机器人船下水启航，证明了这不仅仅是概念验证：这些机器人船可以轻松搭载五个人，收集垃圾，运送货物，并提供按需基础设施。

这艘船看起来很有未来感——它是黑色和灰色的时尚组合，两个面对面座位，侧面有橙色的正体字母，标明了制造商的名字。这也是一艘全电动船，电池有一个小箱子大小，可运行10小时，并具有无线充电功能。


图为阿姆斯特丹运河中的麻省理工学院全尺寸自主电动机器人船。该船可搭载5人，收集废物，运送货物，并提供按需基础设施。
麻省理工学院电气工程和计算机科学教授、CSAIL主任Daniela Rus表示：“我们现在在感知、导航和控制系统方面具有更高的精度和鲁棒性，包括新的功能，例如用于闭锁能力的近距离对接模式，以及改进的动态定位，因此船可以在现实世界的水域航行。
“Roboat的控制系统可以根据船上的人数进行调整。”
为了在阿姆斯特丹繁忙的水域中快速航行，Roboat需要将适当的导航、感知和控制软件完美融合。利用GPS，这艘船自主地决定从a点到B点的安全路线，同时不断扫描环境，以避免与桥梁、柱子和其他船只等物体碰撞。


为了自动确定自由路径并避免撞到物体，Roboat使用激光雷达和多个摄像头来实现360度视野。这组传感器被称为“感知套件”，可以让Roboat了解周围的环境。例如，当感知拾取一个看不见的物体时，比如独木舟，算法会将该物体标记为“未知”。当团队随后查看当天收集的数据时，可以手动选择该对象，并将其标记为“独木舟”。这种控制算法与自动驾驶汽车使用的控制算法类似，其功能有点像舵手向赛艇手下达命令，将给定的路径转化为“推进器”的指令，“推进器”是帮助船只移动的螺旋桨。如果你觉得这艘船有点未来感，它的闩锁机制是它最令人印象深刻的壮举之一：当船上的小摄像头检测到特定的二维码时，会将它引导到停靠站或其他船只。



概念展示

麻省理工学院城市研究与规划系(DUSP)的实践教授、感知城市实验室主任卡洛·拉蒂(Carlo Ratti)说：“该系统允许Roboat连接到其他船只，并自动靠泊到停靠站，形成临时桥梁以缓解交通压力，也可以形成一个浮动的舞台或水上广场，这在上一个迭代中是不可能实现的。”



概念展示

Roboat在设计上也是多功能的。该团队创造了一种通用的“船体”设计——也就是船在水中和水面上行驶的部分。虽然普通的船有独特的船体，为特定的目的而设计，但Roboat有一个通用的船体设计，其基础是相同的，但顶层甲板可以根据使用情况更换。


Roboat的模块化通用船体：垃圾运输模块
DUSP的首席研究科学家和该项目的首席科学家Fabio Duarte说：“由于Roboat可以全天候执行任务，而且没有船长，它为城市增加了巨大的价值。然而，出于安全原因，达到A级自主是否可取值得怀疑。

“就像桥梁管理员一样，陆上操作员将从控制中心远程监控Roboat。一名操作员可以监控50多个Roboat单元，确保平稳运行。”


概念展示


自主垃圾船概念
Roboat的下一步是在公共领域进行技术试点。

AMS研究所创新主管Stephan van Dijk表示：“阿姆斯特丹的历史中心是一个完美的起点，其毛细运河网络正面临着流动性和物流等当代挑战。”

Roboat之前的版本已经在IEEE国际机器人与自动化会议上展示过。这些船只将于10月28日在阿姆斯特丹水域投放使用。


载人版和垃圾运输版
Roboat项目是CSAIL和AMS研究所的联合合作项目，阿姆斯特丹市是项目合作伙伴。

来自麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室(CSAIL)和可感知城市实验室的科学家，与荷兰阿姆斯特丹高级都市解决方案研究所(AMS Institute)一起，展示了他们自主航行三部曲中的最后一个项目：一艘准备沿阿姆斯特丹运河部署的全尺寸、全自主机器人船“Roboat”。


自2015年底该团队首次在麻省理工学院的水池中创建小型船原型以来，“Roboat”已经取得了长足的进展。去年，该团队发布了他们的半尺寸中型船型，长2米，展示了良好的航行能力。今年，两艘全尺寸机器人船下水启航，证明了这不仅仅是概念验证：这些机器人船可以轻松搭载五个人，收集垃圾，运送货物，并提供按需基础设施。

这艘船看起来很有未来感——它是黑色和灰色的时尚组合，两个面对面座位，侧面有橙色的正体字母，标明了制造商的名字。这也是一艘全电动船，电池有一个小箱子大小，可运行10小时，并具有无线充电功能。


图为阿姆斯特丹运河中的麻省理工学院全尺寸自主电动机器人船。该船可搭载5人，收集废物，运送货物，并提供按需基础设施。
麻省理工学院电气工程和计算机科学教授、CSAIL主任Daniela Rus表示：“我们现在在感知、导航和控制系统方面具有更高的精度和鲁棒性，包括新的功能，例如用于闭锁能力的近距离对接模式，以及改进的动态定位，因此船可以在现实世界的水域航行。
“Roboat的控制系统可以根据船上的人数进行调整。”
为了在阿姆斯特丹繁忙的水域中快速航行，Roboat需要将适当的导航、感知和控制软件完美融合。利用GPS，这艘船自主地决定从a点到B点的安全路线，同时不断扫描环境，以避免与桥梁、柱子和其他船只等物体碰撞。


为了自动确定自由路径并避免撞到物体，Roboat使用激光雷达和多个摄像头来实现360度视野。这组传感器被称为“感知套件”，可以让Roboat了解周围的环境。例如，当感知拾取一个看不见的物体时，比如独木舟，算法会将该物体标记为“未知”。当团队随后查看当天收集的数据时，可以手动选择该对象，并将其标记为“独木舟”。这种控制算法与自动驾驶汽车使用的控制算法类似，其功能有点像舵手向赛艇手下达命令，将给定的路径转化为“推进器”的指令，“推进器”是帮助船只移动的螺旋桨。如果你觉得这艘船有点未来感，它的闩锁机制是它最令人印象深刻的壮举之一：当船上的小摄像头检测到特定的二维码时，会将它引导到停靠站或其他船只。



概念展示

麻省理工学院城市研究与规划系(DUSP)的实践教授、感知城市实验室主任卡洛·拉蒂(Carlo Ratti)说：“该系统允许Roboat连接到其他船只，并自动靠泊到停靠站，形成临时桥梁以缓解交通压力，也可以形成一个浮动的舞台或水上广场，这在上一个迭代中是不可能实现的。”



概念展示

Roboat在设计上也是多功能的。该团队创造了一种通用的“船体”设计——也就是船在水中和水面上行驶的部分。虽然普通的船有独特的船体，为特定的目的而设计，但Roboat有一个通用的船体设计，其基础是相同的，但顶层甲板可以根据使用情况更换。


Roboat的模块化通用船体：垃圾运输模块
DUSP的首席研究科学家和该项目的首席科学家Fabio Duarte说：“由于Roboat可以全天候执行任务，而且没有船长，它为城市增加了巨大的价值。然而，出于安全原因，达到A级自主是否可取值得怀疑。

“就像桥梁管理员一样，陆上操作员将从控制中心远程监控Roboat。一名操作员可以监控50多个Roboat单元，确保平稳运行。”


概念展示


自主垃圾船概念
Roboat的下一步是在公共领域进行技术试点。

AMS研究所创新主管Stephan van Dijk表示：“阿姆斯特丹的历史中心是一个完美的起点，其毛细运河网络正面临着流动性和物流等当代挑战。”

Roboat之前的版本已经在IEEE国际机器人与自动化会议上展示过。这些船只将于10月28日在阿姆斯特丹水域投放使用。


载人版和垃圾运输版
Roboat项目是CSAIL和AMS研究所的联合合作项目，阿姆斯特丹市是项目合作伙伴。