Los investigadores del MIT (Instituto de Tecnología de Massachusetts) han brindado nuevas capacidades a su flota de barcos autónomos que se desarrolla como parte de un proyecto en curso con el Instituto de Ámsterdam para Soluciones Metropolitanas Avanzadas (Instituto AMS): el proyecto “Roboat”.
Estas nuevas capacidades les permiten a los botes robóticos apuntar y unirse entre sí, al tiempo que les lleva a seguir intentando su trabajo en caso de que fallen.
De esta manera, la ciudad de Ámsterdam visualiza un futuro donde las flotas de barcos autónomos naveguen por sus numerosos canales para transportar mercancías y personas, recolectar basura o autoensamblarse en escenarios y puentes flotantes.
El MIT y el Instituto AMS se unieron en el proyecto “Roboat” (financiado por el Instituto AMS y la Ciudad de Ámsterdam) hace varios años con la idea de construir una flota de barcos autónomos.
Se trata de cascos rectangulares equipados con sensores, propulsores, microcontroladores, módulos GPS, cámaras y otros equipos, que ofrecen movilidad inteligente en el agua para aliviar la congestión en las concurridas calles de la ciudad.
En los objetivos del proyecto, según un comunicado de prensa, se ha planteado crear unidades roboat que proporcionen transporte a pedido en vías fluviales y utilizar esas unidades roboat para formar automáticamente estructuras emergentes, tales como puentes peatonales, etapas de rendimiento o incluso mercados de alimentos.
“Las estructuras podrían entonces desmontarse automáticamente en tiempos establecidos y reformarse en estructuras objetivo para diferentes actividades. Además, las unidades roboat podrían utilizarse como sensores ágiles para recopilar datos sobre la infraestructura de la ciudad y la calidad del aire y el agua, entre otras cosas”.
Proyecto Roboat
Los investigadores del MIT probaron en 2016 un prototipo roboat que recorría los canales de Ámsterdam, avanzando hacia atrás y lateralmente a lo largo de una ruta preprogramada.
Ya en 2018, los investigadores diseñaron versiones de los barcos autónomos a bajo costo, impresas en 3D y en escala de un cuarto, que eran más eficientes y ágiles y que además estaban equipadas con algoritmos avanzados de seguimiento de la trayectoria.
Los creadores han descrito las unidades roboat, que ahora pueden identificar y conectarse a las estaciones de acoplamiento, en un documento presentado en la Conferencia Internacional sobre Robótica y Automatización.
“Los algoritmos de control guían los roboats al objetivo, donde se conectan automáticamente a un mecanismo de cierre personalizado con una precisión milimétrica. Por otra parte, el robot se da cuenta de si ha perdido la conexión, realiza una copia de seguridad y vuelve a intentarlo”.
La técnica de cierre ha sido probada en una piscina en el MIT y en el río Charles, donde las aguas son más difíciles. Las unidades roboat, en ambos casos, generalmente pudieron conectarse con éxito en aproximadamente 10 segundos, comenzando desde un metro de distancia o han tenido éxito después de algunos intentos fallidos.
Se ha apuntado que el sistema podría ser especialmente útil en Ámsterdam para la recolección de basura durante la noche. Y es que las unidades roboat podrían navegar alrededor de un canal, ubicarse y sujetarse a plataformas que sostienen contenedores de basura, y transportarlos de regreso a las instalaciones de recolección.
Luis Mateos, estudiante graduado en el Departamento de Estudios y Planificación Urbanos (DUSP), investigador en el MIT Senseable City Lab y primer autor del proyecto “Roboat”, ha comentado que en Ámsterdam los canales se usaban una vez para el transporte y otras cosas para las que ahora se usan las carreteras.
“Las carreteras cerca de los canales ahora están muy congestionadas y tienen ruido y contaminación, por lo que la ciudad desea agregar más funcionalidad a los canales. Las tecnologías de auto conducción pueden ahorrar tiempo, costos y energía, y mejorar la ciudad en el futuro”.
Daniela Rus, directora del Laboratorio de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial (CSAIL), profesora de Ingeniería Eléctrica e Informática Andrew y Erna Viterbi y, coautora, ha agregado que el objetivo es utilizar unidades roboat para dar vida a nuevas capacidades en el agua.
“El nuevo mecanismo de cierre es muy importante para crear estructuras emergentes. Roboat no necesita enganche para el transporte autónomo en el agua, pero necesita el enganche para crear cualquier estructura, ya sea móvil o fija”.
Mecanismo de conexión
Desde el MIT se ha detallado que cada roboat está equipado con mecanismos de cierre, que incluyen componentes de bola y cavidad, en la parte frontal, posterior y laterales.
“El componente de bola se asemeja a un volante de bádminton: un cuerpo de goma en forma de cono con una bola de metal en el extremo. El componente del zócalo es un embudo ancho que guía el componente de la bola hacia un receptor”.
Un rayo láser, dentro del embudo, actúa como un sistema de seguridad que detecta cuando la bola cruza el receptor, lo que activa un mecanismo con tres brazos que se cierran y capturan la pelota, al tiempo que envían una señal de respuesta de conexión completa a ambos robos.
Los roboats, en cuanto a software, se ejecutan en técnicas personalizadas de visión y control informático. Además, cada uno cuenta con un sistema LIDAR y una cámara, por lo que pueden moverse de manera autónoma de un punto a otro alrededor de los canales.
Se ha podido conocer que los investigadores ahora están diseñando unidades roboat cuatro veces más grandes que las actuales, aproximadamente, por lo que serán más estables en el agua.
“Mateos también está trabajando en una actualización del embudo que incluye pinzas de goma similares a tentáculos que se aprietan alrededor del alfiler, como un calamar que ase a su presa. Eso podría ayudar a dar más control a las unidades roboat cuando, por ejemplo, están remolcando plataformas u otros roboats a través de canales estrechos”.
Darwin Caldwell, director de investigación de Robótica Avanzada en el Instituto Italiano de Tecnología, ha visualizado más aplicaciones posibles para la capacidad de enganche autónomo.
“Ciertamente, puedo ver que este tipo de acoplamiento autónomo es útil en muchas áreas del ‘reabastecimiento de combustible’ y el acoplamiento robótico, más allá de los sistemas acuáticos navales, incluido el reabastecimiento en vuelo, el acoplamiento espacial, el manejo de contenedores de carga y el robot Recarga interna”.
