Personne n’aime le trafic, et même si un jour nous pourrions affréter des taxis volants pour le survoler, des villes comme Amsterdam ont une autre alternative – un réseau complexe de canaux. Le projet RoBoat prévoit d’avoir des bateaux autonomes sur ces eaux pour transporter les passagers et les marchandises, se regroupant pour former des structures flottantes temporaires et surveiller l’environnement. Maintenant, la conception a été peaufinée pour les rendre plus intelligents, plus agiles et plus faciles à fabriquer.

Le projet RoBoat est une collaboration entre le MIT et l’Amsterdam Institute for Advanced Metropolitan Solutions. L’objectif est de décongestionner les rues très fréquentées en transférant une partie de la charge du trafic vers les canaux sous-utilisés, les bateaux autonomes agissant comme des taxis, des camionnettes de livraison, des camions à ordures ou tout ce dont ils pourraient avoir besoin. Et l’exécution de certains de ces services de la ville la nuit pourrait aider à dégager les routes encore plus.

«Imaginez que certains des services d’infrastructure qui se déroulent le jour sur la route – livraisons, gestion des ordures, gestion des déchets – se déroulent au milieu de la nuit, sur l’eau, en utilisant une flotte de bateaux autonomes», explique Daniela Rus, co-auteur d’un nouvel article décrivant les progrès de RoBoat.

Pour y parvenir, l’équipe du projet a développé des petits bateaux intelligents équipés de capteurs et d’électronique, et a pu construire des structures flottantes temporaires comme des ponts, des jetées ou même de grandes plateformes pour des concerts et des marchés. L’équipe de RoBoat a testé un prototype de ces bateaux en 2016, l’envoyant le long d’un chemin préprogrammé à travers les canaux d’Amsterdam.

Maintenant, l’équipe a amélioré la conception. Tout d’abord, la fabrication a été facilitée par l’impression 3D de la coque. Le travail a pris 60 heures en utilisant une imprimante commerciale, qui a produit 16 pièces qui ont ensuite été assemblées et scellées avec plusieurs couches de fibre de verre pour former une coque mesurant 4 m sur 2 m.

Chacun des bateaux est équipé d’une source alimentation électrique, d’une antenne Wi-Fi, d’un GPS, d’une unité de mesure inertielle (IMU), d’un mini-ordinateur et d’un microcontrôleur. Les modules GPS peuvent localiser leur position au centimètre près en extérieur, tandis que le suivi à l’intérieur est réalisé grâce à un système de balise à ultrasons. L’IMU l’empêche de basculer et mesure la direction à laquelle il fait face.

Pour rendre les bateaux plus agiles, les chercheurs ont placé les propulseurs au centre de chacun des quatre côtés. Cela permet au bateau de se déplacer latéralement aussi facilement que vers l’avant et vers l’arrière. L’autre innovation clé, dit l’équipe, est l’algorithme qui conduit le véhicule, conçu pour prendre en compte des facteurs tels que les forces centrifuges, la traînée et la modification de la masse lorsque le bateau accélère ou ralentit.

« Le contrôleur considère la dynamique du bateau, l’état actuel du bateau, les contraintes de poussée, et la position de référence pour les prochaines secondes, afin d’optimiser la façon dont le bateau conduit sur le chemin », explique Wei Wang, premier auteur de l’étude. « Nous pouvons alors trouver la force optimale pour les propulseurs qui peuvent ramener le bateau sur le chemin et minimiser les erreurs. »

Pour s’assurer que les nouveaux algorithmes de contrôle fonctionnent, les chercheurs ont effectué des tests avec un prototype miniature suivant des chemins prédéfinis dans une piscine et une rivière. Au cours de 10 tests, ses erreurs de suivi étaient plus faibles que ce que l’on aurait pu prévoir avec d’autres algorithmes.

Les travaux futurs consisteront à trouver des moyens de tenir compte des vagues, des courants et de la masse supplémentaire de passagers et de marchandises.

Le document de recherche est présenté à la Conférence internationale sur la robotique et l’automatisation de l’IEEE cette semaine.

http://news.mit.edu/2018/fleet-autonomous-boats-service-cities-reducing-road-traffic-0523