新型3D打印自动驾驶船！优化城市交通新型3D打印自动驾驶船！优化chengshi听

新型3D打印自动驾驶船！优化城市交通

听说过自动驾驶车，不一定听说过自动驾驶船；听说过自动驾驶船，不一定听说过3D打印自动驾驶船。

自动驾驶已经成为现实了！往昔小说和影视作品中的科幻场景如今终于脱离概念的牢笼，走上街头，变成一道实实在在的风景。而在威尼斯、曼谷和阿姆斯特丹这些水路发达的城市，自动驾驶船既能搭载乘客，又能运货，还能减少陆上交通堵塞。通勤观光什么的，有了它一切都变得很简单了。

麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室（CSAIL）和城市研究与规划部门（DUSP）设计出一艘自动驾驶的3D打印船。这种船将来可以进行夜间工作，减少水陆交通拥堵，最大限度地优化城市交通。

“白天一些基础设施服务，如交付、垃圾管理、废物管理等等，到半夜可以由一支水上的自动化船队实现，”CSAIL的主任Daniela Rus表示。“陆地上的活动会对城市的交通造成干扰，而这些活动可以临时在水上进行。”

这些长方形的4×2米船体配备了传感器、微控制器、GPS模块和其他硬件，可以在短短几分钟内根据编程自行组装成浮桥、音乐会舞台、食品市场平台和其他结构。另外，他们还可以配备环境传感器来监测水质。

该船以16件3D打印部件组装而成，打印约需60个小时，最后融合在一起并用几层玻璃纤维密封。船的外形为矩形，可以在组装时横向移动并附着在其他船上。四个推进器位于每侧的中心，产生前向和后向的推力。

研究人员还研究出一种高效的非线性模型预测控制（NMPC）算法，该算法允许船只更快速准确地跟踪位置。为了证明该算法的有效性，研究人员在游泳池和查尔斯河沿预先规划的路径发送了一个较小的原型船。经过10次测试，他们观察到定位和方向上的平均跟踪误差比传统控制算法的跟踪误差小。

准确性部分是借助船上用来确定位置和方向的GPS和IMU来完成的，NMPC算法会从这里获取数据，并衡量各种指标，控制船舶。该算法在控制器计算机中能够单独调节每个推力器，每0.2秒更新一次。

“控制员会考虑船的动态、船的当前状态、推力限制以及接下来几秒的参考位置，优化船只的实际行驶。然后，我们可以找到推进器的最佳力度，将船推回到原道路上，最大限度地减少行驶误差。”相关工作人员表示。