Le Roboat autonome, doté de systèmes de perception, de navigation et de contrôle raffinés, se prépare à mettre les voiles à Amsterdam. Crédit : photo avec l’aimable autorisation du MIT CSAIL
Si vous n’avez pas le mal de mer, un bateau autonome pourrait être le bon moyen de transport pour vous.
Des scientifiques de AVECLe Laboratoire d’informatique et d’intelligence artificielle (CSAIL) et le Senseable City Laboratory, en collaboration avec l’Amsterdam Institute for Advanced Metropolitan Solutions (AMS Institute) aux Pays-Bas, ont maintenant créé le projet final de leur trilogie d’auto-navigation : un projet à grande échelle , bateau robotique entièrement autonome prêt à être déployé le long des canaux d’Amsterdam.
«Roboat» a parcouru un long chemin depuis que l’équipe a commencé à prototyper de petits navires dans le pool du MIT à la fin de 2015. L’année dernière, l’équipe a sorti son modèle moyen à demi-échelle mesurant 2 mètres de long et démontrant des prouesses de navigation prometteuses.
Cette année, deux Roboats grandeur nature ont été lancés, prouvant plus qu’une simple preuve de concept : ces embarcations peuvent transporter confortablement jusqu’à cinq personnes, collecter les déchets, livrer des marchandises et fournir une infrastructure à la demande.
Le bateau a l’air futuriste – c’est une combinaison élégante de noir et de gris avec deux sièges qui se font face, avec des lettres majuscules orange sur les côtés qui illustrent les homonymes des fabricants. C’est un bateau entièrement électrique avec une batterie de la taille d’un petit coffre, permettant jusqu’à 10 heures de fonctionnement et des capacités de charge sans fil.
Les Roboats autonomes prennent la mer dans les canaux d’Amsterdam et peuvent transporter confortablement jusqu’à cinq personnes, collecter les déchets, livrer des marchandises et fournir une infrastructure à la demande.
« Nous avons maintenant une précision et une robustesse plus élevées dans les systèmes de perception, de navigation et de contrôle, y compris de nouvelles fonctions, telles que le mode d’approche à proximité pour les capacités de verrouillage et un positionnement dynamique amélioré, afin que le bateau puisse naviguer dans les eaux du monde réel », explique Daniela Rus, professeur de génie électrique et d’informatique au MIT et directrice du CSAIL. « Le système de contrôle de Roboat s’adapte au nombre de personnes dans le bateau.
Pour naviguer rapidement dans les eaux animées d’Amsterdam, Roboat a besoin d’une fusion méticuleuse de logiciels de navigation, de perception et de contrôle appropriés.
À l’aide du GPS, le bateau décide de manière autonome d’un itinéraire sûr de A à B, tout en scannant en permanence l’environnement pour éviter les collisions avec des objets, tels que des ponts, des piliers et d’autres bateaux.
Pour déterminer de manière autonome un chemin libre et éviter de heurter des objets, Roboat utilise un lidar et un certain nombre de caméras pour permettre une vue à 360 degrés. Cet ensemble de capteurs est appelé « kit de perception » et permet à Roboat de comprendre son environnement. Lorsque la perception capte un objet invisible, comme un canoë, par exemple, l’algorithme signale l’objet comme « inconnu ». Lorsque l’équipe examine plus tard les données collectées de la journée, l’objet est sélectionné manuellement et peut être étiqueté comme « canoë ».
Les algorithmes de contrôle – similaires à ceux utilisés pour les voitures autonomes – fonctionnent un peu comme un barreur donnant des ordres aux rameurs, en traduisant un chemin donné en instructions vers les “propulseurs”, qui sont les hélices qui aident le bateau à se déplacer.
Si vous pensez que le bateau semble un peu futuriste, son mécanisme de verrouillage est l’un de ses exploits les plus impressionnants : de petites caméras sur le bateau le guident vers la station d’accueil, ou d’autres bateaux, lorsqu’elles détectent des codes QR spécifiques. “Le système permet à Roboat de se connecter à d’autres bateaux et à la station d’accueil, pour former des ponts temporaires pour alléger le trafic, ainsi que des scènes et des places flottantes, ce qui n’était pas possible avec la dernière itération”, explique Carlo Ratti, professeur de la pratique au sein du Département d’études et d’urbanisme du MIT (DUSP) et directeur du Senseable City Lab.
Roboat, de par sa conception, est également polyvalent. L’équipe a créé une conception de « coque » universelle — c’est la partie du bateau qui se déplace à la fois dans et au-dessus de l’eau. Alors que les bateaux ordinaires ont des coques uniques, conçues à des fins spécifiques, Roboat a une conception de coque universelle où la base est la même, mais les ponts supérieurs peuvent être changés en fonction du cas d’utilisation.
« Comme Roboat peut effectuer ses tâches 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, et sans skipper à bord, cela ajoute une grande valeur pour une ville. Cependant, pour des raisons de sécurité, il est douteux qu’il soit souhaitable d’atteindre le niveau A d’autonomie », explique Fabio Duarte, chercheur principal au DUSP et responsable du projet. « Tout comme un gardien de pont, un opérateur à terre surveillera Roboat à distance depuis un centre de contrôle. Un opérateur peut surveiller plus de 50 unités Roboat, garantissant des opérations fluides.
La prochaine étape pour Roboat est de piloter la technologie dans le domaine public. « Le centre historique d’Amsterdam est le point de départ idéal, avec son réseau capillaire de canaux souffrant des défis contemporains, tels que la mobilité et la logistique », déclare Stephan van Dijk, directeur de l’innovation à l’AMS Institute.
Les versions précédentes de Roboat ont été présentées à la conférence internationale IEEE sur la robotique et l’automatisation. Les bateaux seront dévoilés le 28 octobre dans les eaux d’Amsterdam.
Ratti, Rus, Duarte et Dijk ont travaillé sur le projet aux côtés d’Andrew Whittle, professeur Edmund K Turner au MIT en génie civil et environnemental ; Dennis Frenchman, professeur au Département d’études urbaines et de planification du MIT ; et Ynse Deinema de l’Institut AMS. Retrouvez l’équipe complète sur Le site de Roboat. Le projet est une collaboration avec l’AMS Institute. La ville d’Amsterdam est partenaire du projet.
