Le MIT teste son bateau autonome Roboat II sur les canaux d’Amsterdam

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Les projets de transports autonomes se multiplient de plus en plus.
Après avoir connu un fort développement dans le secteur automobile, avec les voitures et les camions ou encore dans le secteur aérien, c’est aujourd’hui au tour du domaine nautique de s’y intéresser.

Le MIT vient de mettre au point le “Roboat II”, un bateau autonome et intelligent. Conçu par deux laboratoires du MIT, le CSAIL, le laboratoire d’informatique et d’Intelligence Artificielle (IA) du MIT et le Seasable City Lab, spécialisé dans les technologies numériques, ce bateau autonome est capable de transporter des passagers ainsi que des marchandises.

Retour sur cette innovation dans notre article de la semaine

Un transport autonome sur l’eau

Le projet du MIT (Massachusetts Institute of Technology) baptisé “Roboat” (contraction de “robot” et de “boat”, bateau en anglais), vise à développer des applications d’autonomie maritime.
La flotte d’embarcations prévues devrait être capable de se déplacer en autonomie sur l’eau dans les canaux des villes. Elle aura pour but de transporter des personnes, mais également des marchandises.

Avec 60% de la population mondiale concentrée sur le long des côtes et des berges de rivières, ces robots pourraient devenir une nouvelle solution de transports.

“Nous appliquons simplement la technologie des voitures autonomes à des bateaux autonomes, avec quelques différences”, précise Carlo Ratti, directeur du Senseable City Lab.
“Les principes sont similaires : scanner l’environnement grâce à des capteurs, y compris un Lidar 3D, pour nourrir d’informations un système d’intelligence artificielle qui donne des instructions de conduite à un véhicule.”

Ces bateaux pourront également former des infrastructures flottantes éphémères, comme un pont piétonnier, pour traverser le canal ou encore des scènes flottantes pour des concerts ou des spectacles.

Sur les cinq années nécessaires au développement de ces Roboats, le projet a bénéficié d’un budget de 25 millions d’euros.
Cinq ans après la création du premier prototype, le MIT a annoncé la mise à jour de son projet avec un nouveau bateau déployé, le Roboat II.

Une nouvelle génération, plus intelligente

Le Roboat II mesure deux mètres de long et pèse un peu plus de 50 kg. Comme ses prédécesseurs, sa particularité tient dans le fait qu’il puisse s’assembler avec d’autres Roboats pour former un grand bateau ou même des plateformes nautiques modulables, à l’infini.

A l’aide de quatre hélices, les Roboats II sont capables de se diriger dans n’importe quelle direction. Ils sont également équipés d’un capteur LiDAR, d’un GPS et de capteurs de mouvements pour les aider à naviguer.

Roboat II navigue de manière autonome en utilisant des algorithmes semblables à ceux utilisés par les voitures autonomes, mais adaptés pour l’eau.
Selon l’équipe qui développe ce bateau, les algorithmes cartographient les voies navigables et tracent ainsi des chemins entre une série de “points de but”, que le bateau devra suivre.
C’est une manière plus sûre de naviguer puisque les conditions sur l’eau, potentiellement perturbatrices, ne permettent pas de réaliser un trajet direct sans “points de but”.
Les algorithmes utilisés sont baptisés « Localisation et Cartographie Simultanée » (SLAM).

Une stratégie de déplacement inspirée… des fourmis !

Pour parvenir à réaliser un mouvement uniforme à plusieurs bateaux réunis au sein d’une seule et même structure, les développeurs ont dû créer une stratégie de communication.
Elle s’appuie ici sur une absence de communication entre les bateaux, avec un leader qui connaitra à l’avance l’ensemble des mouvements à suivre.
Cette stratégie est directement inspirée de l’étude des colonies de fourmis, qui sont capables de transporter leur nourriture sans communication, juste en suivant le mouvement du leader.

Ainsi, tous les autres bateaux se réfèrent aux mouvements effectués par le leader pour réaliser à leur tour le mouvement adapté.
“Le chef initie le mouvement vers la destination, et ensuite les autres Roboats peuvent estimer son intention du chef, et aligner leurs mouvements en conséquence.”, explique l’équipe.

Un premier test presque parfait

Pour entraîner leur Roboat, et sa capacité d’orientation en situation réelle, les concepteurs ont choisi de faire des essais dans un lieu complexe pour tester au mieux son adaptabilité.
Ils ont opté pour Amsterdam et se sont associés avec l’Amsterdam Institute for Metropolitan Solutions (AMS), dont le projet est par la suite de proposer à ses habitants de nouvelles solutions en matière de transports.

En effet, Amsterdam est recouverte d’eau à presque 25% de sa surface, et possède donc une multitude de canaux en réseau, un avantage conséquent pour les tests. Dans la ville, les bateaux offrent donc plus d’alternatives et de flexibilité que les voitures, ce qui représente un environnement adéquat pour le développement du projet.

“En appliquant Roboat dans une ville comme Amsterdam avec des canaux très fréquentés, nous avons une excellente opportunité d’améliorer le système de contrôle pour la navigation autonome dans les environnements urbains. C’est quelque chose qui n’a pas été montré auparavant dans d’autres projets de navires autonomes.”, explique Carlo Ratti.

Le Roboat II a donc traversé la capitale hollandaise durant trois heures avant de revenir à son point de départ avec une marge d’erreur inférieure à 17 centimètres, un résultat plutôt positif.

“Dans dix ans, lorsque Roboat sera devenu un produit commercial qui navigue dans les eaux locales, les canaux d’Amsterdam pourraient à nouveau être utilisés de manière intensive pour le transport de marchandises. Tout comme il y a trois siècles.”, indique Udo Kock, l’adjoint au maire de la ville d’Amsterdam.

Une version plus grande du Roboat pour la suite

Un autre modèle est déjà en cours de conception au AMS. Il sera plus grand que son prédécesseur mais gardera le même système de navigation.
Avec ses quatre mètres de long, ce nouveau modèle sera capable de transporter entre quatre et six passagers, contre deux pour le moment.

Au-delà du développement du futur Roboat, le prochain défi des chercheurs réside dans l’adaptabilité de leur Roboat en mer.
Un défi plus compliqué en raison des éléments naturels comme le courant ou encore les vagues.
Les chercheurs travaillent également sur la capacité de détection des Roboats pour leur permettre d’identifier les objets qu’ils rencontrent et donc d’adapter leur comportement en fonction.
Ils étudient aussi les contrôleurs adaptatifs pour les changements dynamiques lorsque des marchandises ou des objets sont placés sur un bateau.

Cette nouvelle avancée dans le projet Roboat marque un tournant dans le domaine des transports et de la mobilité.

Même si ce bateau autonome n’en est qu’à ses prémices, il démontre un fort potentiel en tant que moyen de transport d’avenir.
Au-delà de son utilisation première pour le transport de personnes ou de marchandises, ces bateaux seront également utilisés pour récolter des données d’analyse de santé publique.

Les Roboats embarqueront en effet de nombreux capteurs à bord qui permettront de surveiller plusieurs paramètres et notamment la qualité de l’eau.
Ce deuxième objectif s’inscrit directement dans la continuité d’un projet initié par le MIT et ayant pour but d’évacuer les fluctuations des maladies via l’analyse des eaux des égouts.

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