来自MIT的“Roboats”现在可以自主地改变配置

通过自主地断开和重新组装到不同的配置，可以通过自主断开和重新组装来形成浮动平台，以形成阿姆斯特丹运河的浮动平台。在池中的实验中，船只将自己从连接的直线重新排列成“L”和其他形状。资料来源：由研究人员/麻省理工学院提供

在马萨诸塞州理工学院开发的机器人船的舰队已经通过自主断开和重新组装了各种配置来改变形状的能力。所谓的Roboat可以在阿姆斯特丹的许多运河中形成浮动结构。

自动船 - 配备传感器，推进器，微控制器，GPS模块，摄像机和其他硬件的矩形船体正在作为正在进行的一部分开发的“罗缎“麻省理工学院和阿姆斯特丹先进大都市解决方案研究所（AMS学院）之间的项目。该项目由MIT教授Carlo Ratti，Daniela Rus，Dennis Frenchman和Andrew Whittle领导。

在未来，阿姆斯特丹希望罗缎巡航其165条蜿蜒的运河，运输货物和人，收集垃圾或自我组装成“弹出”平台 - 如桥梁和阶段 -帮助缓解拥堵在城市的繁忙的街道上。

2016年，麻省理工学院研究人员测试了Roboat原型这可以沿着运河中的预编程路径向前，向后和横向移动。去年，研究人员设计低成本，3d打印，四分之一规模的版本的船，更有效和灵活，并配备先进的轨迹跟踪算法。

他们在6月份创造了一个自主锁定机制这样，船只就可以锁定目标，互相抓住，如果失败了也可以继续尝试。

来源：麻省理工学院

平稳地重塑机器人编队

在上周的IEEE呈现的新论文中多机器人和多功能系统系统研讨会在美国，研究人员描述了一种算法，使机器人能够尽可能高效地平稳地重塑自己。算法处理所有的计划和跟踪，使团体Roboat单位在一个设置的配置中彼此释放，在新的设置配置上传播一个碰撞路径，并以适当的位置重新连接。

在MIT池和计算机模拟中的示范中，连接的Roboat单元组从直线或正方形重新排列到其他配置，例如矩形和“L”形状。实验转变只花了几分钟。根据移动单元的数量，更复杂的变形可能需要更长时间 - 这可能是数十种 - 以及两个形状之间的差异。

“我们已经启用了Roboat现在与其他Roboat打破了与其他Roboat的联系，希望在阿姆斯特丹街道上移动活动，”计算机科学和人工智能实验室的主任Rus说（CSAIL.）和Andrew和Erna Viterbi电气工程和计算机科学教授。“一套船可以聚集在一起，形成线性形状作为弹出桥，如果我们需要从运河的一侧送到另一侧的东西。或者，我们可以为花或食品市场创建弹出更广泛的平台。“

和罗斯一起发表论文的还有:拉蒂麻省理工学院的敏感城市实验室，以及第一作者Banti Gheneti, Ryan Kelly和Drew Meyers，他们都是研究人员;博士后Shinkyu公园;和研究员Pietro Leoni。

为Roboats无碰撞轨迹

在他们的工作中，研究人员必须解决自动化规划、跟踪和连接机器人单元组的挑战。例如，赋予每个单位独特的能力，以定位对方，就如何拆分和改造达成一致，然后自由移动，这将需要复杂的沟通和控制技术，这可能会使移动效率低下和缓慢。

为了实现更顺畅的操作，研究人员开发了两种单位：协调员和工人。一个或多个工人连接到一个协调员以形成一个单独的实体，称为“连接船只平台”（CVP）。所有协调员和工人单位都有四个螺旋桨，一种支持无线的微控制器，以及几种自动锁定机构和传感系统，使它们能够将它们链接在一起。

然而，协调员还配备了导航的GPS，以及惯性测量单元（IMU），其计算定位，姿势和速度。工人只有沿着路径帮助CVP转向的执行器。

每个协调器都知道并可以与所有连接的工作人员进行无线通信。结构由多个cvp组成，单个cvp可以相互结合形成一个更大的实体。

在变形过程中，结构中所有连接的cvp会比较其初始形状和新形状之间的几何差异。然后，每个CVP决定它是否停留在同一个位置，是否需要移动。然后，每个移动的CVP被分配一个时间来拆卸和在新形状中的一个新位置。

每个CVP都使用自定义轨迹规划技术来计算达到其目标位置而不会中断的方法，同时优化速度的路由。为此，每个CVP预先计算移动CVP周围的所有碰撞区域，因为它旋转并远离固定式移动。

在预先计算无碰撞区域之后，CVP然后找到最终目的地的最短轨迹，这仍然可以使其能够击中固定单元。值得注意的是，优化技术用于使整个轨迹规划过程非常有效，预计需要几乎超过100毫秒来查找和改进安全路径。

利用GPS和IMU的数据，协调器在质心处估计其姿态和速度，然后无线控制每个单元的所有螺旋桨并移动到目标位置。

在他们的实验中，研究人员在几个不同的变形场景中测试了由一个协调者和两个工人组成的三个单元cvp。每一种情况都涉及到一个CVP从初始形状脱离，移动并重新连接到第二个CVP周围的目标点。

例如，三个CVP从连接的直线中重新排列，在那里它们在其侧面锁定在一起 - 进入前后连接的直线，以及“L”。在计算机模拟中，最多12个Roboat单位将自己从例如矩形中重新排列成正方形或从实线成Z状形状。

来源：麻省理工学院

缩放roboat.

实验是在四分之一尺寸的情况下进行的机器人的船只，该测量约1米长半米宽。但研究人员认为，他们的轨迹规划算法将在控制全尺寸单位方面扩展，这将测量约4米长，宽2米。

在大约一年的时间里，研究人员计划用这些机器人组成一座动态“桥”，横跨阿姆斯特丹市中心的NEMO科学博物馆和一个正在开发的地区之间的一条60米长的运河。这个项目,叫做围绕圆该公司将雇佣机器人在运河上连续绕圈航行，在码头上搭载或放下乘客，并在发现任何障碍物时停止或改变路线。目前，绕行这条水道大约需要10分钟，但这座桥可以将时间缩短至2分钟左右。

Ratti说:“这将是世界上第一座由自动船队组成的桥梁。”“普通的桥非常昂贵，因为要有船通过，所以你需要一座可以打开的机械桥，或者一座非常高的桥。但我们可以通过使用自动船连接运河的两边，这种船可以成为漂浮在水面上的动态、灵敏的建筑。”

为了达到这个目标，研究人员进一步发展了罗布艇，以确保他们能够安全地握住人，并且对所有天气条件（如大雨）都很强大。它们还确保罗缎可以有效地连接到运河的侧面，这在结构和设计方面可能会变化很大。