大数据文摘作品
作者：Mickey
作为最贴近我们生活的人工智能场景之一，自动驾驶技术一直备受关注，从谷歌Waymo到国内的百度和滴滴，都在加紧研发推进，并且成功上线了一系列自动驾驶车辆，让普通人也能感受到自动驾驶的魅力。
不过你有没有想过，能否把自动驾驶技术应用在船上呢？
还真有！近日，麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室(CSAIL)的研究人员称，他们已经创造了一种可以自主移动的自动驾驶船，它能够在搭载乘客过河，即使是在湍急的水流中也能保持稳定前行，一个完整的规模的、完全自主的机器人船。
上周四，这款名叫Lucy的自动驾驶船“Roboat”正式在阿姆斯特丹的运河“开工”，最多可舒适地搭载 5 人、来回在运河中收集废物、运送货物并提供按需基础设施。
先来看看这艘船长什么样。
从外形看，这艘船颇有未来感，黑灰相见，两侧的橙色正楷字母显示出了制造商的名字。
这还是一艘全电动船，其电池只有一个小箱子那么大，可支持长达 10 小时的操作和无线充电功能。
“Roboat”成长史
2015 年底，自该团队于 首次开始在 MIT 水池中开始运营小型船只原型，该项目刚刚开始的时候，使用的还是一米长的船只，只能在游泳池和运河中。到现在，“Roboat”已经取得了长足的进步。去年，该团队发布了他们的半比例、中型模型RoboatII，该模型长 2 米，重50公斤(110磅)，可搭载4-6名乘客，被MIT称为“Covid-friendly”，因为它足以使乘客之间保持隔离距离。它可以不到0.17米(7英寸)的误差，在阿姆斯特丹运河上航行3个小时。
研究人员的目标是创造出能在阿姆斯特丹160多条运河中运送人和货物的机器船队，他们还希望这些船只能够自主“变换队形”，比如船只可以“串联”或“并联”在一起，以帮助减少行人拥堵。
今年，该团队又推出了两艘全尺寸Roboat，证明了他们的设计不仅仅是概念，它正在向更大、更实用的船只发展。
与道路相比，运河环境的速度相对较低，船只遇到行人的可能性要小得多。其他自动驾驶中面临的问题也相对小，例如不必担心车道标记的可变性。不过，船只也有很多独特的挑战，比如其他船只可能不会遵守汽车在道路上的严格规则，再比如由于内陆水道比较狭窄，GPS信号会由于河岸植被、河道旁建筑以及桥梁的遮挡而减弱，并且在内河中，无人船的姿态变化更加频繁，所以无人驾驶和海上无人船技术的通用策略在内河上是行不通的。但总体而言，运河还是一个运行大型自主系统的好环境。
“我们现在在感知、导航和控制系统方面拥有更高的精度和鲁棒性，包括新功能，例如用于锁定的近距离接近模式和改进的动态定位，因此船只可以在现实世界的水域中航行，”麻省理工学院电气工程和计算机科学教授、CSAIL 主任Daniela Rus在接受采访时表示。“Roboat 的控制系统也可以根据船上的人数做调整。”
下水！阿姆斯特丹运河履职，24/7 全天候执行任务
为了在阿姆斯特丹熙熙攘攘的水域中快速航行，Roboat 需要精心融合适当的导航、感知和控制软件。
使用 GPS，船只可以自主决定从 A 到 B 的安全路线，同时不断扫描环境以避免与物体（例如桥梁、柱子和其他船只）发生碰撞。
为了自主确定自由路径并避免撞到物体，Roboat 使用激光雷达和多个摄像头来实现 360 度视图。这组传感器被称为“感知套件”，可让 Roboat 了解其周围环境。例如，当感知捡到一个看不见的物体（例如独木舟）时，算法会将物品标记为“未知”。当团队稍后查看当天收集的数据时，该对象将被手动选择并可以标记为“独木舟”。
控制算法——类似于用于自动驾驶汽车的算法——有点像舵手向划船者下达命令，通过将给定的路径转换为“推进器”的指令，推进器是帮助船只移动的螺旋桨。
更令人惊讶的是这艘无人驾驶船的锁定机制，当他们检测到特定的二维码时，船上的小型摄像头会将它引导到停靠站或其他船只。
“该系统允许 Roboat 连接到其他自动驾驶船只和停靠站，形成临时桥梁，以缓解交通，或者是浮动舞台或者小广场，这在上一代设计中是不可能的。”麻省理工学院城市研究与规划系 (DUSP) 和可感知城市实验室主任 Carlo Ratti 教授表示。
从设计上讲，Roboat 也是多功能的。该团队创造了一种通用的“船体”设计——这是船在水中和水上行驶的部分。虽然普通船具有独特的船体，专为特定目的而设计，但 Roboat 具有通用船体设计，其中底座相同，但顶层甲板可以根据用例切换。
Roboat 的下一步是在公共领域更广泛使用。由于 Roboat 可以 24/7 全天候执行任务，而且船上没有船长，这为城市增加了巨大的价值。然而，出于安全原因，陆上操作员将从控制中心远程监控 Roboat。一名操作员可以监控 50 多台 Roboat 装置，确保平稳运行。
相关报道：
https://spectrum.ieee.org/mit-robot-boats
https://electronics360.globalspec.com/article/17365/video-mit-s-full-scale-autonomous-boat-debuts-in-amsterdam
https://news.mit.edu/2021/autonomous-taxi-roboats-1027
