Міська берегова лінія зазвичай сприймається як межа суші, проте фахівці з MIT розглядають водні об’єкти як динамічні будівельні майданчики типу LEGO. Вони представили технологію FloatForm – рій компактних квадратних робокатерів, здатних без прямого втручання людини збиратися у великі об’єкти, розпадатися та трансформуватися. Роботи розміром із тарілку (21 см) мають власні рушії, сенсори й магнітні засувки. Це відкриває шлях до адаптивної плавучої інфраструктури: мобільного переходу після катастрофи, ярмарку на каналі чи тимчасової сцени для фестивалю.
Щоб дізнатись останні новини, слідкуйте за нашим каналом Google News онлайн або через застосунок.
Професорка MIT та директорка CSAIL Даніела Рус зазначає, що проєкт перетворює прибережну зону на кероване розширення міста, де автономні судна створюють мости й платформи на вимогу. За словами колишнього науковця MIT та очільника Marine Robotics Lab у Вісконсінському університеті в Мадісоні Вей Ванга, статична вода стає програмованим простором. Колишній дослідник MIT CSAIL та Senseable City Lab Алехандро Гонсалес-Гарсія додає, що плавучі мости допоможуть розвантажити міський трафік та покращити життя у місті за рахунок використання води.
Читайте також: AERONAUT – про все, що літає вище землі: авіація, БПЛА та дрони, ракети та космос
Розробка, опублікована в Nature Communications 9 липня, спирається на попередній проєкт Roboat, створений лабораторіями Даніели Рус і Карло Ратті спільно з Амстердамським інститутом передових міських рішень (AMS Institute). Якщо Roboat випробовував повнорозмірні судна на каналах Амстердама для перевезення сміття та пасажирів, то FloatForm масштабує концепцію для вирішення складнішої задачі – самоорганізації сотень і тисяч роботів.
Ідею автодецентралізації науковці запозичили у вогняних мурашок, які під час повеней формують живі плоти завдяки простим локальним правилам. Більшість існуючих робосистем залежать від центрального комп’ютера, що уповільнює роботу та створює ризик єдиної точки відмови. У FloatForm легкий центральний планувальник лише задає кінцеві позиції для точності сітки, тоді як маневрування, уникнення зіткнень та адаптацію до перешкод роботи виконують самостійно, обмінюючись даними з сусідіми. Завдяки цьому увесь рій рухається одночасно, а складність обчислень не зростає зі збільшенням кількості катерів.
На випробуваннях в MIT група з восьми роботів збиралася з довільних позицій у задану форму, з’єднувалася у жорстке судно, розпадалася і перегруповувалася за 4–8 хвилин. У режимі колективного транспортування кожен робот діє як окремий штовхач. Симуляції довели ефективність системи для груп до 64 машин, а об’єднання в єдину структуру підвищує її стійкість до хвиль і течій.
Зчеплення здійснюється через прихований механізм з одним сервомотором і орігамі-структурою. Вона стискається або розширюється, висуваючи постійні магніти з чергуванням полярностей для надійного з’єднання. Завдяки 3D-друкованому редуктору фіксація не потребує постійного енергоспоживання, заощаджуючи заряд батареї для руху й обчислень. Чотири міні-турбіни забезпечують рух у будь-якому напрямку, а для нейтралізації надмірної обертальної сили розробники додали стабілізуючі плавники.
У тестах успішність завдань склала 90% для чотирьох роботів і 70% для восьми. При збоях окремі блоки самостійно поверталися в стрій або звільнялися від заклинювання. Перехід від басейну до відкритих водойм вимагатиме підсилення засувок та заміни ультразвукових сенсорів на GPS чи камери. Технологію можна застосовувати на офшорних платформах, для моніторингу довкілля та в будь-яких містах із річками чи каналами. Асистент-професор Мічиганського університету Стівен Серон назвав це важливим кроком у розвитку розподіленої робототехніки на воді.
Читайте також: Холодна революція від KAIST: Як корейські вчені вирішують найгарячішу проблему штучного інтелекту