一轉(zhuǎn)眼，百度無(wú)人車已經(jīng)在北京開(kāi)放運(yùn)營(yíng)半個(gè)月了。試乘火爆，據(jù)悉，僅10月12日當(dāng)天，Apollo GO 自動(dòng)駕駛出租車約車訂單就累計(jì)達(dá)到了2608單。

作為最貼近我們生活的人工智能場(chǎng)景之一，自動(dòng)駕駛技術(shù)一直備受關(guān)注，從谷歌 Waymo 到國(guó)內(nèi)的百度和滴滴，都在加緊研發(fā)推進(jìn)。

不過(guò)你有沒(méi)有想過(guò)，能否把自動(dòng)駕駛技術(shù)應(yīng)用在船上呢？

還真有！近日，麻省理工學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與人工智能實(shí)驗(yàn)室 (CSAIL)的研究人員稱，他們已經(jīng)創(chuàng)造了一種可以自主移動(dòng)的自動(dòng)駕駛船，它能夠在搭載乘客過(guò)河，即使是在湍急的水流中也能保持穩(wěn)定前行，研究人員還給這款船起了個(gè)有趣的名字——Roboat II。

Roboat 是一個(gè)為期 5 年的研究項(xiàng)目，研究人員的初衷是希望通過(guò)這些自主駕駛船來(lái)改造阿姆斯特丹的運(yùn)河，比如可以用它來(lái)收集水上垃圾、運(yùn)送貨物或人員。

別看上圖中它的樣子有些 “寒酸”，這只是個(gè)雛形~ 未來(lái)它周圍會(huì)安上圍欄，一次最多能承載6人呢！

目前，這篇研究已經(jīng)在國(guó)際智能機(jī)器人與系統(tǒng)會(huì)議上展示，值得一提的是，這篇 Roboat II 最新論文的一作王偉是來(lái)自北大的一名博士畢業(yè)生。

能揀垃圾能載人，還能 “手拉手排排走”，船只合體依舊轉(zhuǎn)彎自如

Roboat II 是由 CSAIL、麻省理工學(xué)院感知城市實(shí)驗(yàn)室和阿姆斯特丹先進(jìn)都市解決方案研究所 (AMS)在過(guò)去五年中開(kāi)發(fā)的自主駕駛船的最新成員。

五年前，該項(xiàng)目剛剛開(kāi)始的時(shí)候，使用的還是一米長(zhǎng)的船只，只能在游泳池和運(yùn)河中?，F(xiàn)在它正在向更大的船只發(fā)展。

Roboat II 長(zhǎng)2米(6英尺)，重50公斤 (110磅)，可搭載4-6名乘客，被 MIT稱為 “Covid-friendly”，因?yàn)樗阋允钩丝椭g保持隔離距離。它可以不到0.17米(7英寸)的誤差，在阿姆斯特丹運(yùn)河上航行3個(gè)小時(shí)。

長(zhǎng)方形的船體包裹著傳感器、推進(jìn)器、微控制器、攝像機(jī)和其他硬件。

研究人員的目標(biāo)是創(chuàng)造出能在阿姆斯特丹160多條運(yùn)河中運(yùn)送人和貨物的機(jī)器船隊(duì)，他們還希望這些船只能夠自主 “變換隊(duì)形”，比如船只可以 “串聯(lián)”或 “并聯(lián)”在一起，以幫助減少行人擁堵。

他們也對(duì)此進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)設(shè)定無(wú)論是船只 “串聯(lián)”還是 “并聯(lián)”在一起，都是中間的船負(fù)責(zé)領(lǐng)導(dǎo)船隊(duì)運(yùn)行的方向和軌跡。

研究人員展示了 10 倍速下的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，左側(cè)兩個(gè)坐標(biāo)圖顯示的是結(jié)構(gòu)的軌跡和方向，其中紫色和藍(lán)色軌跡代表實(shí)驗(yàn)組；右側(cè)三個(gè)坐標(biāo)圖顯示的是機(jī)器船只的力和力矩，其中紅色軌跡代表領(lǐng)隊(duì)船只。

結(jié)果顯示，船體小組能夠在兩種配置中完成不同軌跡和方向的行駛，其中 Follower 的力量大小對(duì)整個(gè)船組有積極的貢獻(xiàn)，這表明 Follower 可以幫助中間的 Leader 船只行駛或變換方向。

船體之間無(wú)需通信，跟隨者可預(yù)估領(lǐng)隊(duì)意圖并調(diào)整自己移動(dòng)軌跡

與上一代船體機(jī)器人相比，Roboat II 改進(jìn)了同步定位和映射算法 (SLAM)、以及基于模型的最優(yōu)控制器 (非線性模型預(yù)測(cè)控制器)和基于優(yōu)化的狀態(tài)估計(jì)器 (移動(dòng)地平線估計(jì))。

通過(guò)運(yùn)行 SLAM 算法，利用激光雷達(dá)和 GPS 傳感器，以及用于定位、姿態(tài)和速度的慣性測(cè)量單元，船只可以進(jìn)行自我定位?？刂破鞲檨?lái)自規(guī)劃器的參考軌跡，規(guī)劃器更新其路徑以避開(kāi)檢測(cè)到的障礙。

通常每個(gè) Roboat 上運(yùn)行的分布式控制器需要連接結(jié)構(gòu)的速度信息 (以結(jié)構(gòu)中心的速度表示)，但 Roboat II 知道自己相對(duì)于結(jié)構(gòu)中心的位置。也就是說(shuō)，Roboat II 的算法不需要相對(duì)位置，每個(gè) Roboat II 使用自己的速度，而不是結(jié)構(gòu)中心的速度。

當(dāng)領(lǐng)隊(duì) Roboat II 開(kāi)始向給定的目的地移動(dòng)時(shí)，另一個(gè) Roboat II 可以估計(jì)領(lǐng)隊(duì)的意圖并調(diào)整自己的移動(dòng)軌跡。領(lǐng)隊(duì)船還可以通過(guò)調(diào)整輸入來(lái)引導(dǎo) Roboat II 的其余部分，而不需要兩艘船之間進(jìn)行任何通信。

研究人員計(jì)劃在未來(lái)使用人工智能來(lái)估計(jì) Roboat 的關(guān)鍵參數(shù)。他們還打算探索自適應(yīng)控制器，當(dāng)物體被放置在船上時(shí)，允許結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變化。

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