General

MIT desarrolla embarcaciones autónomas impresas en 3D para reducir el tráfico en ciudades ricas en vías fluviales


Las ciudades ricas en vías navegables pronto verán reducido su tráfico por la introducción de embarcaciones autónomas de usos múltiples. Investigadores del Laboratorio de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial del MIT (CSAIL) y del Senseable City Lab en el Departamento de Estudios Urbanos y Planificación (DUSP) han diseñado una flota de barcos autónomos impresos en 3D de bajo costo que podrían usarse para transportar personas y bienes, realizan servicios de la ciudad por la noche e incluso se ensamblan en varias estructuras.

“Imagínese cambiar algunos de los servicios de infraestructura que generalmente tienen lugar durante el día en la carretera (entregas, manejo de basura, manejo de desechos) a la mitad de la noche, en el agua, utilizando una flota de botes autónomos”, dijo la directora de CSAIL, Daniela Rus. y coautor del artículo de los nuevos barcos presentado en la Conferencia Internacional IEEE sobre Robótica y Automatización (ICRA).

Características de autoensamblaje incluidas

Más impresionante aún, estos barcos de 4 por 2 metros estarían equipados con hardware que les permitiría autoensamblarse en una variedad de estructuras en solo unas pocas horas, como puentes flotantes o plataformas de entretenimiento. Los barcos también tendrían el potencial de monitorear las aguas por las que navegan a través de detectores ambientales.

Los barcos fueron creados en un casco rectangular de 16 piezas impreso en 3D en aproximadamente 60 horas y sellado con fibra de vidrio. El casco está equipado con características tales como fuente de alimentación, antena Wi-Fi, sistema de baliza de ultrasonido para interiores, módulos GPS cinemáticos en tiempo real para exteriores y un módulo de unidad de medición inercial (IMU).

La forma rectangular del barco significa que puede moverse lateralmente y unirse a otros barcos para una creación útil de otras estructuras. La embarcación también puede rastrear su posición de manera rápida y precisa a través de un algoritmo de control predictivo de modelo no lineal (NMPC) de manera tan eficiente que tarda menos de 1 milisegundo en funcionar.

Un algoritmo de control eficiente

El equipo probó la eficacia del algoritmo de control utilizando un prototipo más pequeño del barco en una piscina y en el río Charles. A través de 10 pruebas, los investigadores encontraron menos errores de seguimiento que en los algoritmos de control tradicionales debido a que el algoritmo se implementó en una computadora controladora que regula cada propulsor individualmente cada 0.2 segundos.

"El controlador considera la dinámica de la embarcación, el estado actual de la embarcación, las limitaciones de empuje y una posición de referencia para los próximos segundos, para optimizar la conducción de la embarcación en la ruta", dijo el primer autor del artículo Wei Wang, postdoctorado conjunto en CSAIL y el Senseable City Lab dijeron. "Entonces podemos encontrar la fuerza óptima para los propulsores que pueden llevar el barco de regreso a la ruta y minimizar los errores".

Los investigadores ahora están trabajando en controladores adaptables adecuados para las condiciones de transporte de personas y carga, así como para las perturbaciones de las olas y las corrientes más fuertes. “De hecho, descubrimos que el río Charles tiene mucha más corriente que en los canales de Amsterdam”, agregó Wang. "Pero habrá muchos barcos moviéndose y los barcos grandes traerán grandes corrientes, así que todavía tenemos que considerar esto".


Ver el vídeo: DESPEGAR PIEZAS IMPRESORA 3D PLA, ABS, TPU - Adhesivos para Impresora 3D Dimafix - No Wrapping (Octubre 2021).