A coleta autônoma de resíduos subaquáticos em breve poderá ser uma realidade

A ninhada marinha é um grande problema ambiental em todo o mundo. Como parte do projeto da UE, a SeaClear, uma equipe de pesquisa da Universidade Técnica de Munique (TUM) agora desenvolveu um robô de mergulho autônomo que pode detectar e recuperar lixo. Ele usa um sistema de IA para analisar objetos com ultrassom e câmeras, os pega e os leva à superfície. O sistema autônomo de coleta de resíduos subaquáticos demonstrou suas capacidades pela primeira vez no porto de Marselha na França.

Em inúmeros portos em todo o mundo, os mergulhadores recuperam regularmente os scooters eletrônicos, bicicletas, redes de pesca e pneus velhos das bacias do porto. Em Dubrovnik, os pesquisadores contavam mais de 1.000 peças de lixo em uma área de 100 metros quadrados.

O descarte autônomo de resíduos em breve fornecerá um remédio. Todo o sistema consiste em um barco de serviço não tripulado com um bote, um drone, um pequeno robô de busca subaquática e o robô de mergulho tumanoso. De acordo com o Dr. Stefan Sosnowski, presidente do controle de tecnologia da informação na TUM, uma análise de custo-benefício mostra que o descarte de resíduos usando a coleta de resíduos subaquáticos autônomos se torna lucrativo em profundidades de 16 metros ou mais.

Eis como funciona: o barco de serviço fornece os robôs subaquáticos com conexões de energia e dados via cabo. Ele também envia ondas ultrassônicas para as profundezas para gerar um mapa aproximado do fundo do mar. Um robô de busca dedicado a cerca de 50 centímetros de comprimento, rápida e eficientemente, digitaliza o fundo do mar.

Armado com essas informações, o submarino tum, alimentado por oito mini turbinas, mergulha nos locais onde o lixo é detectado. Em seguida, ele pega os objetos e usa um guincho para carregá -los em um bote adicional autônomo que serve como um recipiente de resíduos flutuantes.

Entre as características do robô subaquático TUM:

1. O sistema identifica objetos de lixo e os exibe em 3D: “Como precisamos identificar os objetos de lixo e agarrar requer um alto grau de precisão, temos uma câmera e sonar a bordo que permitem orientação, mesmo em água escura”, explica o pesquisador Sosnowski. Identificar lixo não é uma matéria trivial. Isso ocorre porque quase nenhum material de imagem está disponível para objetos subaquáticos que possam ajudar a treinar redes neurais.

“É por isso que os parceiros do projeto até agora rotularam mais de 7.000 imagens como objetos que não pertencem ao fundo do mar”, diz Sosnowski. Depois que o lixo é identificado, a IA converte as imagens em 3D. “Isso é importante para decidir onde o objeto pode ser agarrado com segurança”, explica Sosnowski.

2. Gripper forte e sensível: A mão gigante de quatro dedos na garra autônoma desenvolvida por Tum para o robô de mergulho, que tem um volume de aprox. 1 m³pode espremer com uma força de 4.000 newtons e prender objetos pesando até 250 kg. No entanto, os sensores especiais permitem avaliar quanta força ele pode se aplicar sem causar danos. Isso impede que os baldes plásticos quebrem, por exemplo, ou garrafas de vidro de quebra.

3. Um cabo conecta o robô à fonte de alimentação e rede de dados: Embora o barco Tum se mova autonomamente na água, os pesquisadores o mantiveram “em uma trela”. O motivo: uma bateria a bordo forneceria energia apenas por cerca de duas horas. Além disso, o desempenho da IA ​​pode ser ligeiramente aumentado por uma conexão de cabo. O cabo também serve como uma corda para puxar objetos pesados ​​do mar para a superfície.

4. A espuma de flutuação mantém o robô de mergulho no lugar: O submarino de 120 kg é cercado por espuma de flutuabilidade que a mantém em um tipo de estado suspenso na água quando as mini turbinas não estão em uso. Isso permite que o robô subaquático se mova livremente e mantenha um curso exato. “Isso é importante para abordar objetos com precisão”, diz o pesquisador Sosnowski.