Samokonfigurující se plovoucí roboaty

Pravoúhlé trupy autonomních lodí jsou vybaveny pohonnými jednotkami, senzory, mikrokontroléry, GPS moduly, kamerami a dalším hardwarem. Na jejich vývoji se podílejí společnosti MIT a Amsterdamský institut pro městská řešení v rámci projektu Roboat.

První roboat, kterého vědci z MIT testovali, se mohl pohybovat vpřed, vzad a laterálně podél předprogramované cesty. Loni navrhli levnější 3Dtištěné verze, které byly účinnější, obratnější a vybavené pokročilými algoritmy pro sledování trajektorie. Nyní vytvořili autonomní mechanismus, který umožnil lodím semknout se. Flotila dostala nové možnosti označované jako shapeshift, které umožňují autonomním odpojením a opětovným sestavením do různých konfigurací vytvářet plovoucí struktury.

Roboati se skládají z dvou typů jednotek: Koordinátory a dělníky. Všechny mají čtyři vrtule, bezdrátový mikrokontrolér a několik automatizovaných mechanismů a detekčních systémů, které umožňují vzájemné propojení. Koordinátoři jsou navíc vybaveni GPS pro navigaci. Jeden nebo více dělníků se připojí k jednomu koordinátorovi a vytvoří celek, označovaný jako CVP (platforma propojených plavidel). Při tzv. shapeshiftingu porovnají všechna připojená CVP ve struktuře geometrické rozdíly mezi počátečním a novým tvarem, a poté určí, zda jednotka zůstane na stejném místě či se potřebuje pohybovat. Pohybujícímu se CVP je pak přidělen čas na pozicování v novém tvaru, přičemž každá používá vlastní techniku plánování trajektorie pro výpočet, jak dosáhnout cílové polohy, optimalizovat rychlost a zvládnout trasu bez kolize.

V experimentech vědci testovali tříjednotkové CVP, sestávající z koordinátora a dvou dělníků, v různých scénářích. Počítačovými simulacemi se přeuspořádalo až 12 roboatových jednotek z přímek nebo čtverců do jiných konfigurací, jako jsou obdélníky, tvary „L“ nebo „Z". Pokusy byly prováděny na zmenšených jednotkách o rozměrech 1 x 1,5 m, vědci se však domnívají, že algoritmus bude fungovat i u jednotek plné velikosti (4 x 2 m).

Roboaty by měly posloužit k vytvoření dynamického mostu přes 60m kanál v centru Amsterdamu. V současné době trvá cesta kolem této vodní trasy asi 10 minut, ale most ji může zkrátit na pouhé dvě minuty. Šlo by o první most na světě složený z flotily autonomních lodí, protože klasický most by byl nákladný z důvodu otevíratelné konstrukci kvůli proplouvajícím lodím.