Cercetătorii de la Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca au contribuit la crearea unei echipe funcționale de roboți inteligenți pentru a curăța deșeurile de pe fundul mării. Sistemul SeaClear, creat în cadrul unui proiect european de cercetare de patru ani, a trecut cu succes o serie de teste atât în ape limpezi, cât și în ape tulburi.
Potrivit responsabilului de proiect, prof. dr. ing. Lucian Bușoniu, director al grupului de Robotică și Control Neliniar, Departamentul de Automatică, Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca, problema care stă la baza proiectului SeaClear este criza tot mai gravă a deșeurilor oceanice, ce reprezintă o amenințare pentru ecosistemele marine, animalele sălbatice și sănătatea umană. În prezent, oceanele sunt împovărate de zeci de milioane de tone de deșeuri, multe dintre acestea din plastic. Microplasticul produs prin descompunerea obiectelor din plastic de dimensiuni mai mari intră în lanțul alimentar și prezintă riscuri pentru sănătatea vieții marine și a oamenilor. Problema este agravată de faptul că o mare parte din aceste deșeuri ajung pe fundul mării, unde sunt greu de găsit și de îndepărtat.
Misiunea SeaClear este de a combate problema deșeurilor subacvatice folosind o tehnologie robotică inovatoare și autonomă, cu scopul de a curăța oceanele noastre și de a proteja biodiversitatea acestora.
Sistemul SeaClear este alcătuit din mai multe componente interconectate. „Nava-mamă” SeaCAT lansează și gestionează două vehicule subacvatice acționate de la distanță (ROV): MiniTortuga pentru explorare și Tortuga, mai mare, pentru colectarea deșeurilor. Deșeurile sunt depozitate într-un coș proiectat special. În plus, o dronă aeriană monitorizează și cartografiază suprafața mării, ajutând la identificarea zonelor cu densitate mare de deșeuri. Aceste elemente funcționează împreună pentru a crea o hartă a fundului mării, pentru a detecta deșeurile și, ulterior, pentru a le colecta și a le îndepărta. Inteligența artificială (AI) este esențială pentru funcționarea SeaClear. Algoritmii de AI au fost antrenați pentru a detecta deșeurile și pentru a le diferenția de viața marină.
Algoritmi românești de cartografiere a deșeurilor
Rolul echipei de la Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca, România, condusă de profesorul Lucian Bușoniu, a fost de a localiza roboții și de a crea o hartă a deșeurilor subacvatice pe baza detecțiilor AI. Au fost, de asemenea, dezvoltate metode de învățare automată care să le permită roboților subacvatici să navigheze în așa fel încât să găsească deșeurile mai repede. Rețelele neurale mari nou apărute, similare cu ChatGPT, ar putea ajuta pe viitor la planificarea la nivel înalt a traiectoriilor roboților. Cu toate acestea, rămân încă provocări dificile în automatizarea robotică la nivel inferior.
„Imaginați-vă că îi cereți unui robot să vă aducă o bere din frigider. Orientarea, dispozitivul de prindere, prinderea sticlei, aplicarea forțelor potrivite – această interfață între robot și lumea reală este locul unde lucrurile se complică”, explică prof. Bușoniu. Pentru astfel de sarcini în SeaClear, soluțiile vor continua să necesite inginerie și testare.
Un nou proiect pentru colectarea deșeurilor grele de la adâncimi mai mari
În stadiul său actual, sistemul SeaClear poate ridica până la 7 kg, dispozitivul de prindere are volumul a două sticle de 2L, iar roboții colectează deșeuri în ape aflate la adâncimi de până la zeci de metri. După ce va fi îmbunătățit pentru a fi comercializat, sistemul va funcționa cu un cost cu 70% mai mic decât cel al scafandrilor.
Cercetarea a fost finanțată de un proiect Orizont 2020 condus de TU Delft din Olanda, care s-a încheiat în decembrie 2023. Pornind de la succesul SeaClear, echipa a obținut o finanțare adițională de 9 milioane de euro (incluzând cofinanțarea) în cadrul programului Orizont Europa, pentru un nou proiect numit SeaClear 2.0, care va construi un sistem pentru deșeuri mai grele la adâncimi mai mari din Marea Mediterană. Pe lângă robotică, acest nou proiect se concentrează și pe implicarea publicului și pe legislație, cu activități precum gamificarea raportării de deșeuri și programe educaționale pentru a reduce producția de deșeuri. Cu demonstrații planificate în întreaga Mediterană, consorțiul divers al proiectului, cu 13 parteneri din 9 țări, combină implicarea publicului, inteligența artificială, tehnologia marină și expertiza în domeniul reciclării, permițând o abordare cuprinzătoare de combatere a deșeurilor marine. Proiectul SeaClear2.0 a început în ianuarie 2023 și face parte din misiunea UE „Restaurarea oceanelor și apelor”.
