El nuevo motor doble brinda redundancia y flexibilidad a la nave eléctrica autónoma para un viaje transatlántico de 5.000 km que marca el 400 aniversario del Mayflower original.
En septiembre de 1620, 128 personas abordaron el Mayflower, un barco de madera de tres mástiles de 100 pies (30 m) y 180 toneladas, y luego cruzaron el Atlántico durante 66 días para aterrizar en el nuevo mundo de América del Norte.
Para conmemorar ese viaje histórico, en la primavera de 2021 otro Mayflower, una embarcación de 50 pies (15 m), tres cascos de aluminio y compuesto que pesa 5 toneladas, tomará 12 días para recorrer la misma ruta con 30 sensores a bordo, 15 paneles solares, 6 cámaras. , 2 motores eléctricos, 1 aleta de vela… y 0 humanos.
El motor eléctrico dual tiene múltiples opciones de transmisión
El Barco Autónomo Mayflower (MAS) es una maravilla tecnológica con los sistemas de Inteligencia Artificial más avanzados del mundo. Y aunque el motor eléctrico Fischer Panda que lo impulsa puede no ser la parte más sexy del barco, es muy importante tener un sistema de propulsión confiable si está planeando un viaje no tripulado de 5,000 kilómetros a través de algunas de las aguas más desafiantes del planeta.
Como dice Brett Phaneuf, codirector del proyecto, “El gran problema para MAS no es la automatización, porque la automatización está a nuestro alrededor en nuestra vida diaria. La fiabilidad en el mar es realmente el gran desafío «.
La confiabilidad es el núcleo de la máquina Fischer Panda, que tiene dos motores individuales de 20kW configurados con una conexión de correa, un motor conectado al eje de la hélice. La hélice puede ser impulsada por uno o dos motores según sea necesario, cada motor tiene dos bobinados eléctricos separados, y cada uno de ellos tiene su propio control y acelerador. Para las impredecibles aguas del Atlántico, esto brinda el máximo en opciones y confiabilidad.
La propulsión eléctrica es aumentada por un sailfin en la parte superior del MAS y juntos proporcionarán una velocidad máxima de 20 nudos y un promedio de unos 10 nudos durante las implacables 288 horas de viaje.
Los paneles solares, de solo 3 mm de grosor, son capaces de generar hasta 2,5 kW en un día despejado, pero si el sol no coopera, también hay un generador diésel de respaldo para ayudar a cargar la batería de iones de litio de 500 kilogramos del barco que hace funcionar los motores y toda la tecnología necesaria para la navegación autónoma.
Barco eléctrico autónomo ‘capitaneado’ por AI
El MAS será el buque autónomo más grande que jamás haya cruzado el Atlántico. El proyecto está dirigido por la organización de investigación marina Promare y cuenta con el apoyo de IBM y un consorcio global de socios, incluido Fischer-Panda.
Phaneuf le dijo al IEEE Spectrum (Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos) que la inspiración para MAS llegó en una reunión del consejo de la ciudad de Plymouth (Reino Unido) en 2016 cuando la agenda se centró en cómo marcar el 400 aniversario del viaje original de Mayflower.
Alguien planteó la idea de construir una réplica de un barco, pero Phaneuf sugirió que, en lugar de mirar al pasado, una mejor manera de marcar el viaje histórico sería mirar al futuro. «Dije que deberíamos construir algo que represente cómo será la empresa marina durante los próximos 400 años».
El Consejo dió el visto bueno y ahora hay más de 30 socios que apoyan al MAS, siendo algunos de los más importantes las universidades de Birmingham, Liverpool, Newcastle y Plymouth. También hay muchos patrocinadores que utilizarán el aprendizaje de MAS para aplicaciones comerciales, pero este nuevo Mayflower es ante todo un buque de investigación y la recopilación de datos oceanográficos y climáticos es clave.
«Por un lado, el objetivo es crear este espécimen que sea capaz de cruzar el Atlántico», dijo Jonathan Batty de IBM a The Irish Times. “Pero, en realidad, creo que el objetivo clave es crear un conjunto de tecnologías que permitirán un tipo diferente de embarcación de investigación oceánica en el futuro. La visión no es que solo una de estas cosas esté flotando, sino cientos o miles «.
Phaneuf señala que los grandes barcos de investigación oceanográfica pueden costar decenas de millones de dólares construirlos y luego decenas de millones más cada año operarlos, siendo uno de los principales gastos el dinero y la logística necesarios para mantener viva y alimentada a las personas que viajan en esos barcos. .
Dice: “Si queremos saber más sobre cosas como el clima, necesitamos más datos. Y para obtener el volumen de datos que necesitamos, debemos reducir el costo de recopilarlos.
Con buques de investigación menos costosos, será posible desplegar diferentes niveles de investigación y brindar una mejor orientación sobre dónde deben ir los buques tripulados «.
El proceso de la IA: sentir, pensar, actuar
Al final, un capitán de IA no es muy diferente de uno humano. Ambos se basan en los mismos procesos: Sentir (evaluar el entorno e identificar los peligros), Pensar (evaluar las opciones) y Actuar (elegir las mejores acciones e instruir al buque).
En el caso de MAS, los sensores monitorean constantemente todo lo que sucede dentro y alrededor del barco. Los sensores de actitud evalúan las olas y cómo se balancea y cabecea el barco. La temperatura y profundidad del agua, la velocidad de la hélice y el ángulo del timón, la corriente del panel solar, el estado de carga de la batería y más se muestran en una pantalla en la sede de Plymouth. Un monitor simplificado, que se muestra a la izquierda, también está disponible para que el público lo vea en el sitio de MAS .
Al mismo tiempo, las cámaras y los sistemas de visión por computadora en el sailfin están escaneando el horizonte en busca de peligros, y las corrientes de datos meteorológicos revelan tormentas potencialmente peligrosas. A medida que se toman decisiones, el software de aprendizaje automático y automatización garantiza que sean seguros y estén en línea con las regulaciones de colisión.
Para aquellos que estén interesados en los detalles de cómo se satisfacen todas estas demandas de procesamiento, se requiere un IBM Power AC922 alimentado por CPU IBM Power9 y GPU NVIDIA V100 Tensor Core, así como el propio servicio de pronóstico del tiempo AI de IBM, The Weather Company .
El viaje en barco eléctrico autónomo ahora está listo para la primavera
Se planeó originalmente que el MAS hiciera su viaje en 2020, pero el progreso se retrasó debido a las complicaciones del COVID-19. El 15 de septiembre finalmente fue puesta en las aguas del puerto de Plymouth y realizará pruebas en el mar durante los próximos meses, preparándose ahora para partir hacia Plymouth, Estados Unidos, en la primavera de 2021.
Los sofisticados sensores electrónicos y las pantallas de monitoreo son geniales, por supuesto, pero nos gusta pensar que el nuevo Mayflower también demuestra el potencial de otra tecnología importante: la propulsión marina eléctrica. En el nivel más básico, ninguno de los objetivos del MAS podría cumplirse sin un par de motores de 20kW simplemente ‘enchufándose’ – silenciosamente, limpia y confiablemente – para llevar este nuevo barco histórico a su destino y a todos nosotros a un mejor destino.
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