053288983878
13506391056
13506391056
你是否也曾想過(guò)，面對一條大河，只要將手上的機器人丟進(jìn)河里，它就能變成船或者架成橋梁帶你過(guò)河？而且能在水面上自由變化形狀，這種科幻片中的場(chǎng)景，目前已經(jīng)要被實(shí)現了！ 此前6月，MIT的研究人員就創(chuàng )造出了一種新的自動(dòng)機器人船原型，他們將這個(gè)機器人命名為“roboats”，它可以與另一種Voltron風(fēng)格相結合并創(chuàng )造新的結構。 目前，MIT的機器人船隊已經(jīng)有了“變形”的新功能。通過(guò)自動(dòng)斷開(kāi)和重新組裝成不同的配置，能在阿姆斯特丹的運河中形成各種浮動(dòng)平臺。在MIT池的實(shí)驗中，機器人可以從直線(xiàn)迅速排列成“L”和其他形狀。據稱(chēng)在未來(lái)，阿姆斯特丹希望這艘渡船能夠巡航其165條蜿蜒的運河，運送貨物和人員，收集垃圾或自行組裝成“彈出式”平臺 ，例如橋梁和舞臺，以幫助緩解城市繁忙街道的擁堵。 在大約一年的時(shí)間里，MIT研究人員計劃在阿姆斯特丹市中心的NEMO科學(xué)博物館和正在開(kāi)發(fā)的地區之間的60米長(cháng)的運河中使用這些渡船，形成一個(gè)動(dòng)態(tài)的“橋梁”。這個(gè)名為RoundAround（環(huán)島）的項目將使用科研成果在整個(gè)運河上連續航行，在碼頭上接送乘客，當他們發(fā)現路上的任何東西時(shí)停止或重新組裝。目前，在水道周?chē)邉?dòng)大約需要10分鐘，但橋梁可以將時(shí)間縮短到大約兩分鐘。 MIT的機器人船隊通過(guò)自動(dòng)斷開(kāi)和重新組裝成各種配置，在阿姆斯特丹的許多運河中形成浮動(dòng)結構。機器人船還可以作為自動(dòng)水上出租車(chē)和渡輪，這種應用在像阿姆斯特丹這樣的城市環(huán)境中特別有用，因為阿姆斯特丹是一個(gè)運河縱橫交錯的城市，水道中的垃圾清理一直是一個(gè)大問(wèn)題，而運河也未被充分利用來(lái)緩解附近公路的擁堵。 2016年，MIT的研究人員就曾測試了一種可以沿著(zhù)運河中的預編程路徑向前，向后和橫向移動(dòng)的船形原型，去年，研究人員設計了低成本，3D打印，四分之一規模版本的船，這些船更加高效靈活，并配備了先進(jìn)的軌跡跟蹤算法，在6月，他們就曾創(chuàng )造了一種自動(dòng)鎖定機制，讓船只相互瞄準并相互扣合，如果失敗則繼續嘗試，如今這些船能連在一起，且非常堅固。 在上周，多智能體系統國際研討會(huì )上一篇新論文中，MIT研究人員描述了一種算法，可以使船體盡可能有效地平滑地重塑自己。該算法處理所有規劃和跟蹤，使得一組船體單元能夠在一組配置中彼此解鎖，行進(jìn)無(wú)碰撞路徑，并重新連接到新設置配置上的適當位置。 在MIT池和計算機模擬中的演示中，鏈接的船舶單元組將自己從直線(xiàn)或正方形重新排列成其他配置，例如矩形和“L”形狀。實(shí)驗性轉換只需要幾分鐘。更復雜的變形可能需要更長(cháng)的時(shí)間，這取決于移動(dòng)單元的數量 - 可能是幾十個(gè) - 以及兩個(gè)形狀之間的差異。 MIT計算機科學(xué)與人工智能實(shí)驗室（CSAIL）和安德魯的主任羅斯說(shuō)：“我們已經(jīng)讓現在的船只與其他船只建立和斷開(kāi)聯(lián)系，希望將阿姆斯特丹街頭的活動(dòng)轉移到水面上，”MIT的電氣工程和計算機科學(xué)教授Erna Viterbi表示?！叭绻覀冃枰獙⒉牧匣蛉藛T從運河的一側送到另一側，那么一組船可以組合在一起形成線(xiàn)性形狀作為彈出式橋梁?；蛘?，我們可以為花卉或食物創(chuàng )建更廣闊的平臺市場(chǎng)“。 據了解，機器人船配備了傳感器、水下推進(jìn)器、GPS、照相機和微型計算機，目前，它可以按照預先確定的路徑進(jìn)行測試，但是在更新的3D打印原型上進(jìn)行測試會(huì )引入一定程度的自主性，從而完成更多的任務(wù)。為了讓操作更簡(jiǎn)單，研究人員開(kāi)發(fā)兩種類(lèi)型的單元：“協(xié)調員”和“搬運員”。 一個(gè)或多個(gè)工作人員連接到一個(gè)協(xié)調器，形成一個(gè)稱(chēng)為“連通容器平臺”（CVP）的實(shí)體。同時(shí)，協(xié)調員還配備了導航GPS和慣性測量單元（IMU），它可以計算定位，姿勢和速度。搬運員只有能夠幫助CVP沿著(zhù)路徑轉向的執行器。每個(gè)協(xié)調員都知道并可以與所有連接的工作人員進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信，結構包括多個(gè)CVP，并且各個(gè)CVP可以彼此鎖定以形成更大的實(shí)體。同時(shí)在他們的工作中，研究人員必須通過(guò)自主規劃、跟蹤和連接機器人單元組來(lái)應對挑戰。例如，讓每個(gè)單元都有獨特的能力來(lái)定位彼此，就如何分裂和改革達成一致，然后自由行動(dòng)，這就需要復雜的通信和控制技術(shù)，這可能會(huì )使行動(dòng)效率低下和緩慢。 原先新的測試側重于定制的鎖定系統，具有非常高的精度，可以以毫米的精度來(lái)連接到特定的點(diǎn)，使用基于試驗和錯誤算法的自主編程來(lái)確保連接到了正確的目標點(diǎn)。如今結構中所有連接的CVP都會(huì )比較其初始形狀和新形狀之間的幾何差異，每個(gè)CVP確定它是否保持在同一位置以及是否需要移動(dòng)，然后為每個(gè)移動(dòng)的CVP分配用于來(lái)拆卸，并形成新形狀的新位置。 在預先計算了這些無(wú)碰撞區域之后，CVP然后找到到達其最終目的地的最短軌跡，這仍然使其不會(huì )撞擊固定單元，同時(shí)，使用自定義軌跡規劃技術(shù)來(lái)計算在不中斷的情況下到達目標位置的方式，同時(shí)優(yōu)化速度路線(xiàn)，因而每個(gè)CVP預先計算移動(dòng)CVP周?chē)乃袩o(wú)碰撞區域，讓他們旋轉并遠離靜止CVP。厲害的是，優(yōu)化技術(shù)用于使整個(gè)軌跡規劃過(guò)程非常有效，預計算只需要100毫秒就可以找到并改進(jìn)安全路徑。隨后，協(xié)調員使用來(lái)自GPS和IMU的數據估計其質(zhì)量中心的姿態(tài)和速度，并無(wú)線(xiàn)控制每個(gè)單元的所有螺旋槳并移動(dòng)到目標位置。 實(shí)驗在四分之一大小的機器人裝置上進(jìn)行，這些裝置長(cháng)約1米，寬約半米，研究人員表示，他們的軌跡規劃算法在控制長(cháng)約4米、寬約2米的全尺寸單元時(shí)，會(huì )有更好的伸縮性。實(shí)驗室里研究人員位于幾種不同的變形場(chǎng)景，分別測試了三個(gè)單元的CVP，包括一個(gè)協(xié)調員和兩個(gè)工人。每個(gè)場(chǎng)景都涉及一個(gè)CVP從初始形狀解鎖并移動(dòng)并重新連接到第二個(gè)CVP周?chē)哪繕它c(diǎn)。 像是三個(gè)CVP從連接的直線(xiàn)重新排列，它們在它們的側面被鎖定在一起，或者成為在前后連接的直線(xiàn)，以及“L”，在計算機模擬里，多達12個(gè)船只單元將自己從例如矩形重新排列成正方形或從實(shí)心正方形重新排列成Z形。 “這將是世界上第一座由自主船隊組成的橋梁，”拉蒂說(shuō)一座普通的橋會(huì )非常昂貴，因為你有船通過(guò)，所以你需要一座可以打開(kāi)的機械橋或一座非常高的橋。但是，我們可以（通過(guò)使用）自主船只連接運河的兩邊，這些船只成為漂浮在水面上的動(dòng)態(tài)、靈敏的建筑?！?br style="overflow-wrap: break-word;"/> 為了達到這一目標，研究人員正在進(jìn)一步開(kāi)發(fā)這種機器人，以確保它們能夠安全地載人，并且能夠適應各種天氣條件，如大雨。他們還確保機器人能夠有效地連接到運河的兩側，運河的結構和設計可能會(huì )有很大的變化。 |
本文標簽：
版權說(shuō)明：如非注明，本站文章均為青島金宏森機械有限公司原創(chuàng )，轉載請注明出處和附帶 機器人水上造橋？造陸？載人？這些科幻片中的場(chǎng)景快實(shí)現了！本文鏈接。
上一篇：板式家具碳足跡核查功能單位的確定
下一篇：機床排屑機出現故障解決方法
