Fins ara, el manteniment d'infraestructures submergides ha depés quasi exclusivament de bussos especialitzats, una labor que comporta riscos elevats, alts costos operatius i limitacions de visibilitat
La Càtedra Smart Ports, creada per iniciativa de la Universitat Jaume I i l'Autoritat Portuària de Castelló amb el suport de Ports de l'Estat, ha distingit el treball presentat per Inés Pérez Edo (Universitat Jaume I) amb el III Premi Càtedra Smart Ports al Millor Treball Final de Grau, dotat amb 1.000 euros, pel treball titulat Percepción, aproximación y agarre robótico autónomo subacuático de tuberías usando visión monocular.
Fins ara, el manteniment d'infraestructures submergides, com ara canonades, emissaris o fonamentacions, ha depés quasi exclusivament de bussos especialitzats, una labor que comporta riscos elevats, costos operatius significatius i limitacions de visibilitat que condicionen l'eficiència.
En aquest context, la investigació realitzada per l'estudiant del Grau en Intel·ligència Robòtica de la Universitat Jaume I presenta un avanç disruptiu: l'ús de robots autònoms equipats amb intel·ligència artificial per a fer tasques de manteniment sota l'aigua de manera independent.
Un dels principals obstacles per a l'automatització submarina és la percepció. El medi marí és hostil per als sensors, ja que la llum s'absorbeix ràpidament, les partícules en suspensió redueixen el contrast i els corrents poden desestabilitzar el robot.
La solució proposada en aquest treball destaca per la seua eficiència tècnica en utilitzar visió monocular. A diferència dels sistemes que requereixen múltiples càmeres o sensors làser, aquesta tecnologia permet que el robot «entenga» el seu entorn utilitzant una única cambra estàndard. Per a aconseguir-ho, s'han implementat algorismes de deep learning d'última generació, específicament el model YOLOv8 (You Only Look Once), capaç de detectar i segmentar canonades en temps real amb una precisió sorprenent, fins i tot en condicions de visibilitat reduïda.
Resultats: precisió i autonomia en l'agafada
El punt destacat del treball guardonat per la comissió de valoració dels III Premis Càtedra Smart Ports resideix en la integració de la percepció visual amb el control del moviment. El sistema desenvolupat no sols identifica la canonada, sinó que calcula de manera autònoma la trajectòria d'aproximació i l'orientació necessària perquè el braç robòtic realitze una agafada segura.
Els resultats obtinguts en entorns de simulació demostren que el robot, un BlueROV2 modificat, és capaç de detectar i classificar objectes submarins amb una fiabilitat superior al 90% en diverses condicions lumíniques; seguir trajectòries dinàmiques per a aproximar-se a l'objectiu sense intervenció humana; i, finalment, executar maniobres d'agafada precises, establint les bases per a futures intervencions complexes com l'acoblat de peces o la reparació de fugues.
Així mateix, una fita fonamental d'aquesta investigació va ser la validació del sistema en escenaris reals, transcendint els entorns controlats de laboratori. Es van dur a terme proves de percepció específiques en les aigües del port de Castelló, utilitzant un conjunt de dades de 55 imatges que el model d'intel·ligència artificial no havia visualitzat durant la seua fase d'entrenament. Aquesta fase va ser crucial per a demostrar la capacitat de generalització de l'algorisme, que va aconseguir identificar i segmentar les canonades amb èxit malgrat no haver sigut entrenat prèviament amb imatges d'eixa ubicació específica. Els resultats obtinguts en el port de Castelló confirmen que la tecnologia és robusta davant de la variabilitat d'una dàrsena portuària real, validant el seu potencial per a passar de l'entorn d'experimentació, com el tanc del CIRTESU (Centre d'Investigació en Robòtica i Tecnologies Subaquàtiques de la Universitat Jaume I), a aplicacions operatives directes en el manteniment d'infraestructures submergides.
A més, el treball d'Inés Pérez Edo no sols ha sigut validat acadèmicament, sinó que part de les seues troballes han sigut presentats en el fòrum especialitzat Automar de les Jornades d'Automàtica, subratllant la seua rellevància per a la robòtica marina actual.
Sobre la Càtedra Smart Ports
La Càtedra Smart Ports, creada a principis de 2023 per iniciativa de la Universitat Jaume I i l'Autoritat Portuària de Castelló amb el suport de Ports de l'Estat, és la primera càtedra universitària a Espanya dedicada exclusivament als ports intel·ligents. Des d'aleshores, la Càtedra continua avançant per a convertir-se en referència en l'impuls de la digitalització i la sostenibilitat del sistema portuari espanyol, actuant com a node de connexió entre universitat, empresa i administració.
Actualment, la Càtedra Smart Ports compta amb diverses entitats col·laboradores, com són el Col·legi d'Enginyers Industrials de la Comunitat Valenciana, el Col·legi d'Enginyers de Camins, Canals i Ports en la Comunitat Valenciana (que, des d'enguany, patrocina el Premi Càtedra Smart Ports al Millor Treball Final de Màster), Boluda Corporación Marítima, Grupo Etra, Leatransa (Grupo Tervalis), Materia (Quimialmel), Portsur Castellón, Grupo Raminatrans i Simetría Grupo.
