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Juan Carlos Molina, Javier García, Antonio Guerrero y Marouane Salhaoui, en el punto de atraque del barco autónomo.Investigador del proyecto chequea el barco autónomo.Brazo robótico.Barco autónomo navegando durante una prueba, cuyo centro de control está situado en el Club Náutico de Los Nietos. UPCT UPCT UPCT UPCT
Robótica para proteger las reservas marinas
Innova

Robótica para proteger las reservas marinas

Medio ambiente. Los investigadores de DAyRA, integrados en el grupo IEER de la UPCT, emplean reconocimiento visual basado en inteligencia artificial para vigilar embarcaciones que supongan riesgos para ecosistemas submarinos

LYDIA MARTÍN

Miércoles, 28 de abril 2021, 00:33

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Las reservas marinas son áreas que contribuyen a la explotación sostenida de los recursos de interés pesquero, con unas medidas de protección específicas, debido a su relevancia en materia de conservación de especies y reproducción de las mismas que las distingue de los caladeros tradicionales. Estos espacios requieren de un gran control debido a su especial sensibilidad a la actividad del ser humano y las alteraciones y perturbaciones que provocan en los entornos marinos, lo que motiva restricciones o prohibiciones de actividades humanas que sean perjudiciales.

Para la vigilancia de estos espacios se dispone de medios y recursos, materiales y humanos, que permiten realizar inspecciones rutinarias o montar dispositivos para la detección de actividades ilegales sobre estas áreas protegidas. Y, aunque estas medidas son efectivas, la aplicación de las nuevas tecnologías robóticas podría suponer un salto exponencial en protección de estas zonas y resultados.

La reserva marina de Cabo de Palos- Islas Hormigas, compuesta por tres islotes, se caracteriza por alcanzar más de 100 metros de profundidad, con aguas de alta transparencia y una orografía suave, con fondos de distinta naturaleza y una alta diversidad de comunidades y especies representadas, lo que hace que esa de gran valor para la zona.

Para gestionar este espacio, la División de Automatización y Robótica Autónoma (DAyRA), integrada dentro del grupo de investigación IEER de la Universidad Politécnica de Cartagena (UPCT), lleva ya tres años investigando en una solución con la aplicación de drones marinos para la vigilancia, monitorización e inspección autónoma de reservas marinas durante periodos largos, con el fin de ayudar a reducir las potenciales acciones ilegales sobre estas áreas.

Y lo hacen gracias a un equipo multidisciplinar con especialistas en electrónica, robótica y telecomunicaciones, motivados por la Dirección General de Agricultura, ganadería, Pesca y Acuicultura de la Consejería de Agua, Agricultura, Ganadería y Pesca, que dio lugar esta línea de investigación y, a su vez, está fundamentando una tesis doctoral.

El proyecto comenzó con la realización del proyecto VIGIA (sistema de vigilancia costera basado en vehículos autónomos de Ssperficie), que utiliza como base de operaciones el Club Náutico de Los Nietos del Mar Menor. Allí se ha empezado a trabajar con el prototipo, extremando la seguridad y realizando las pruebas a escala, con una superficie concreta a cubrir, tomando como referencia el área de la reserva integral de la reserva marina de Cabo de Palos–Islas Hormigas, y su distancia a la estación de control y comunicaciones situada en tierra firme, aunque no es limitante a otras reservas marinas en general.

Juan Carlos Molina, Javier García, Antonio Guerrero y Marouane Salhaoui, en el punto de atraque del barco autónomo. Investigador del proyecto chequea el barco autónomo. Brazo robótico. UPCT
Imagen principal - Juan Carlos Molina, Javier García, Antonio Guerrero y Marouane Salhaoui, en el punto de atraque del barco autónomo. Investigador del proyecto chequea el barco autónomo. Brazo robótico.
Imagen secundaria 1 - Juan Carlos Molina, Javier García, Antonio Guerrero y Marouane Salhaoui, en el punto de atraque del barco autónomo. Investigador del proyecto chequea el barco autónomo. Brazo robótico.
Imagen secundaria 2 - Juan Carlos Molina, Javier García, Antonio Guerrero y Marouane Salhaoui, en el punto de atraque del barco autónomo. Investigador del proyecto chequea el barco autónomo. Brazo robótico.

«Hemos conseguido logros como la vigilancia autónoma de áreas designadas a escala de la reserva integral de Cabo de Palos–Islas Hormigas probados en el Mar Menor. Los experimentos a escala bajo condiciones más favorables de oleaje y viento permiten probar y depurar el sistema, manteniendo al margen las dificultades debidas a condiciones externas adversas. Se realizan en un escenario más seguro al tiempo que mantienen el desafío», detalla Juan Carlos Molina, investigador del proyecto.

Como base para los desarrollos del proyecto VIGIA, se ha utilizado la embarcación prototipo 'Buscamos-VIGIA', que también es la base de otras líneas de investigación en las que están trabajando actualmente para ampliar esta contribución a la vigilancia no solo de las áreas marinas protegidas, sino también para otros espacios marinos, e incluso interactuar con el entorno.

'Centinela' autónomo

La vigilancia autónoma de espacios marinos protegidos mediante drones marinos es un reto hoy día, ya que implica aplicar los conceptos de robótica inteligente donde se adquiere información del entorno, se analice y se planifiquen en tiempo real las siguientes acciones a realizar en escenarios de trabajo muy exigentes para las aplicaciones robóticas.

«El entorno marino es un ambiente hostil y arriesgado donde un robot marino puede aportar importantes ventajas, evitando riesgos a los seres humanos y ampliando la duración de la operatividad de las misiones. Un robot autónomo marino de superficie o ASV ('Autonomous Surface Vehicle'), fundamentalmente debe incorporar la capacidad de desplazarse y maniobrar de forma autónoma, en este caso en tareas de vigilancia de reservas marinas», informa Juan Carlos Molina.

En la actualidad, el grupo continúa avanzando en la línea de investigación mediante la aplicación de inteligencia artificial al reconocimiento visual de embarcaciones que puedan suponer una amenaza o riesgo para la reserva marina, tales como barcos pesqueros o embarcaciones recreativas, por su capacidad de fondeo y pesca que podrían suponer una alteración del frágil ecosistema en reservas marinas.

Así, mediante el uso de modelos entrenados de 'cloud computing' y 'edge computing' para el reconociendo este tipo de embarcaciones, unidos a la capacidad de navegación autónoma del ASV, permiten conseguir una monitorización y seguimiento para detectar qué embarcaciones suponen un riesgo no solo para reservas marinas, sino para espacios marinos delimitados.

Unión de esfuerzos

A raíz de los resultados obtenidos en este proyecto de investigación comienzan a abrirse nuevas líneas. En este sentido, la UPCT está potenciando la robótica colaborativa, cuyo fin es la cooperación e interacción con el humano para realizar una serie de tareas concretas, evitando trabajos de riesgo o repetitivos para el operador, y lo hacen en la Escuela de Industriales, dentro del Máster de Industria 4.0, con un brazo articulado que pretende que los alumnos obtengan un enfoque práctico de sus conocimientos.

«Esto permite consolidarlos conocimientos adquiridos durante aplicaciones prácticas, potenciando su equipamiento de investigación y docencia desde este curso como novedad, trabajando 'codo con codo' con este robot», como comenta el profesor Antonio Guerrero.

Aunque esta línea de Industria 4.0 pudiera parecer separada de la anterior, lo que buscan desde el grupo de investigación es poder aplicar este brazo robótico a la embarcación autónoma para la recogida selectiva de objetos que flotan en la superficie, mediante la aplicación de las técnicas desarrolladas en el proyecto VIGIA, integrando la tecnología y su experiencia en la mar con vehículos autónomos y reconocimiento visual, para que este «pueda reconocer y recoger de manera selectiva aquellos objetos de interés que floten en aguas calmadas como el Mar Menor», afirma Juan Carlos.

«Nuestro esfuerzo se focaliza en poder realizar la recogida de objetos en superficie de forma selectiva y respetuosa con el entorno, mediante la aplicación de nuestra experiencia en robótica colaborativa. Aquí confluyen las líneas de investigación de robótica autónoma marina, robótica colaborativa e inteligencia artificial», añade Antonio Guerrero.

Así, están enfocándose en la puesta a punto de esta tecnología para llevarlo al punto experimental uniendo la experiencia recogida en estos años.

La meta del grupo de trabajo es por un lado, ampliar la tecnología de drones marinos aumentando la capacidad de funcionamiento autónomo mediante la depuración y el avance de las tecnologías robóticas y de inteligencia artificial y, por otro lado, depurar un sistema que será una herramienta complementaria a los sistemas tradicionales y que en un futuro podría inducir a cambios de planteamiento de la forma de realizar la vigilancia de las reservas marinas de la Región mediante la combinación de robótica e inteligencia artificial.

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