Научиха плаващи роботи да се съединяват в понтонни мостове

Американски инженери разработиха система за автоматично скачване на плаващи роботи, потенциално позволяващи им формирането на големи структури, например на временни понтонни мостове. Изследователите са провели изпитанията на системата в басейн с два робота и са представили резултатите си на конференцията ICRA 2019.

Проектът Roboat е разработен и представен през 2016 година от инженерите на Масачузетския технологичен институт (MIT) и Института за модерни градски решения в Амстердам (Тhe Amsterdam Institute for Advanced Metropolitan Solutions ). Целта на проекта е създаването на малки автономно плавателни съдове, които да могат самостоятелно да чистят каналите на Амстердам от отпадъци. Новата цел, която колективът си е поставил, е тези роботи да се използват за създаване на временни понтонни мостове през каналите.
За втората задача роботите трябва да могат не само самостоятелно да се предвижват през канала, но и автономно да се скачват, формирайки единна голяма конструкция. Даниела Рус ( Daniela Rus) и нейните колеги от MIT са създали присъединителен възел, позволяващ автономно съединяване даже в условие на вълнение.
Роботът Roboat представлява малък правоъгълен плавателен съд с размери 100 на 50 сантиметра, разполагащ с четири винта. Те са разположени в средата на всяка страна на корпуса, като два по два са разположени в различни плоскости. Благодарение на това роботът може бързо да управлява своите движения напред и назад, а също така и да завива. За взаимна ориентация всеки робот е снабден с камера за дълбочина, лидар и QR (Quick Response)-код, закрепен вертикално на корпуса.

Роботите също така са оборудвани с активно -пасивни скачващи агрегати, състоящи се от две части. Едната част представлява конус със сферичен накрайник, а втората – отвор във формата на фуния, лазерна система за откриване на накрайника и електромеханичен фиксатор. Тази относително проста конструкция, позволява да се променя ъгъла между роботите във всяка посока. Например при наличието на вълни или различно ниво на потапяне те могат да се скачат не в успоредни плоскости , а под известен ъгъл.

Фуниевидният отвор на скачващия възел позволява модела да се опрости, описвайки поведението вместо в три измерения в две, защото даже при голямо несъвпадение на височината на роботите, вероятността за попадане на накрайника в конуса е много голяма. Алгоритъмът използван за съединяване на двата робота е достатъчно елементарен и се състои от два основни етапа.
Отначало активният робот минимизира ъгъла на несъвпадение между него и пасивния робот. По време на този етап роботите не се сближават на по-малко от един метър и минимизират несъвпадението. След това, когато то стане по-малко от очертанията на отвора, активният робот започва движение напред до присъединяването. Засега инженерите са провели изпитания само на два робота, но в бъдеще планират да направят скачване на повече роботи за формирането на плаващ понтон.

Лабораторията на Даниела Рус от MIT заедно с техни колеги от Колумбийския университет, Харвард и Корнел. работят над друга концепция за съединяващи се роботи. В нея сравнително прости роботи, наречени „частици” се групират и образуват единен „робот на частиците” ( particle robot ) , който може да се движи, да премества предмети и да изпълнява други по-сложни задачи.