Zelfvarende boten getest in Amsterdam

Onderzoekers van de TU Delft, Wageningen University en het Massachusetts Institute of Technology (MIT) hebben vorige week in Amsterdam een eerste demonstratie uitgevoerd met zelfvarende boten. De zogenoemde Roboats moeten uiteindelijk ingezet worden om opstoppingen in drukke, waterrijke binnensteden te verminderen.

De Roboat heeft inmiddels zijn tweede onderzoeksjaar achter de rug. In het afgelopen jaar werden enkele belangrijke resultaten behaald, zoals het autonoom maken van de voertuigen en een vergrendelingssysteem waarmee de boten individueel kunnen linken en aanmeren. Ook werd onderzocht in hoeverre de boten van pas kunnen komen bij afvalverwerking en voedseldistributie.  

Autonomy achieved

Maar hoe beweegt zo’n robotvaartuig zich nou door de grachten van Amsterdam? De Roboat is in staan om de beste route van punt A naar B te bepalen. Het bepaalt niet alleen hoe druk het is op het water, het houdt ook rekening met de unieke kenmerken van de kanalen en bruggen en mogelijke obstakels die het onderweg tegen kan komen. Om de onderzoeken en ontwikkeling van de technologie van de autonome navigatie te versnellen, worden huidige prototypes ontwikkeld om een schaal van 1:4.

De positie van het vaartuig wordt bepaald met behulp van LIDAR (Laser Image Detection and Ranging), waaraan ook GPS-sensoren zijn toegevoegd. De laserrader brengt de omgeving heel precies in kaart. Als de Roboat een obstkeln in het water tegenkomt, kan hij bepalen of een vast of bewegend object is en hoe ver hij nog van het object verwijderd is. Daarna wordt de beste manouvre bepaald om het obstakel te vermijden. Daarna wordt de meest optimale route voortgezet. Verschillende algoritmes leren de boot om het gedrag van verschillende objecten en andere vaartuigen op het water te herkennen. Hoe meer tijd de boot door de grachten navigeert, hoe beter de schattingen worden. 

“Wat uniek is aan de autonome technieken die we hebben toegepast op de Roboat is dat het controlesysteem behoorlijk wordt uitgedaagd in de uitdagende stedelijke omgeving van Amsterdam. Door de Roboat te testen in de grachten van deze stad, krijgen we goede inzichten om het controlesysteem te verbeteren voor omgevingen zoals deze. Dat is iets dat in eerdere projecten voor autonome vaartuigen nog niet gedaan”, aldus Carlo Ratti, de directeur van de MIT Senseable City Lab.

Tijdelijke infrastructuren

Omdat de schepen aan elkaar kunnen worden gekoppeld, kunnen tijdelijke infrastructuren worden opgezet om bruggen of platforms te maken, of kunnen Roboat-eenheden fungeren als duw- en sleepboten. In het tweede jaar van onderzoek werd het mechanisme voor het vergrendelen of koppelen van schepen aan de kade verder ontwikkeld. De schepen kunnen elkaars positie op het water bepalen met behulp van GPS. Wanneer de schepen elkaar voldoende zijn benaderd om in zicht te komen, neemt LIDAR de lokale positionering over. Eenmaal dichterbij wordt de camera gebruikt, die de visuele indicatoren van het vergrendelingsmechanisme herkent. Dit is de laatste stap voordat het mechanisme wordt geactiveerd en de schepen met elkaar verbonden of naar de kade gedreven worden.

De makers denken dat autonome boten goed van pas kunnen komen in een drukbevolkte stad als Amsterdam, waar ook nog eens veel water doorheen loopt. “Aangezien 25 procent van Amsterdam uit wateroppervlak bestaat, is dit de ideale omgeving om zijn huidige infrastructuur uit te breiden met de implementatie van autonome vaartuigen. Hierdoor wordt de druk van het relatieve kleine maar drukke stadscentrum gehaald. Als er bijvoorbeeld afval opgehaald zou worden op het water, dan zou dat de verkeersbewegingen op straat verminderen. De containers worden in het water geplaatst, zodat ook het mooie zicht op de grachten niet verpest wordt.

Verder onderzoek

De verdere ontwikkeling van de Roboat wordt voortgezet. In het derde jaar gaan de onderzoekers zich onder andere bezig houden met de ontwikkeling van een prototype op de schaal van 1 op 2, het testen van stadsvervoer, verbeteren van het energysysteem en voortstuwingssysteem en het ontwikkelen van nieuwe sensoren om de kwaliteit van het water te meten. 

Bron: AMS/De Ingenieur