Blueye: Haciendo que un ROV sea autónomo

El proyecto Blueye Autonomy, de izquierda a derecha: Ambjørn Grimsrud Waldum, Leonard Günzel, Gabrielė Kasparavičiūtė, Ai-Nhi Hoang, Jenny Krokstad, Md Shamin Yeasher Yousha, Dana Yerbolat, Abubakar Aliyu Badawi. Faltan en la foto: Martin Ludvigsen, Celil Yilmaz, Mahmoud Hussein Abdelrazik Hassan, Elena Marie Kirchman. © Leonard Günzel

Leonard Günzel, doctorando del Departamento de Tecnología Marina de la NTNU, lidera actualmente un nuevo proyecto para dotar de autonomía a los ROV Blueye. El objetivo del proyecto es eliminar el cable conectado a la Unidad de Superficie Blueye y permitir que el ROV opere de forma independiente desde una estación de acoplamiento en el fondo marino.

Los ROV Blueye se conectan mediante una conexión para garantizar una comunicación rápida, estable y fiable entre el dron y el operador. Esta conexión permite la transmisión de datos en tiempo real directamente a la superficie, proporcionando a los operadores vídeo en directo y datos de los sensores esenciales para maniobras submarinas precisas y seguras. Además, las señales de control se envían al ROV a través de la misma conexión, lo que permite al operador ajustar continuamente la dirección, la velocidad y el ángulo de la cámara, garantizando así un control total del dron en todo momento.

Un sistema anclado también ofrece una configuración sencilla, eliminando la necesidad de soluciones inalámbricas complejas o estaciones base externas. El sistema es móvil y flexible : puede usarse prácticamente en cualquier lugar, ya sea desde la costa, un barco o un muelle.

El cable también garantiza una transmisión de energía y señal estable, lo que proporciona mayor confiabilidad en entornos submarinos exigentes.

El anclaje también sirve como medida de seguridad fiable. Si se pierde la conexión con el ROV, siempre se puede recuperar manualmente tirando de él.

Leonard Günzel con la estación de atraque del buque de investigación Gunnerus. © Leonard Günzel

Los vehículos operados remotamente ( ROV ), a diferencia de los vehículos submarinos autónomos (AUV), requieren un operador en superficie para controlar el dron. La conversión de ROV en AUV abre nuevas posibilidades para las operaciones submarinas. Gracias a la autonomía, las misiones pueden llevarse a cabo sin supervisión humana constante, lo que hace que los drones sean más eficientes, rentables y capaces de operar en entornos difíciles durante periodos prolongados.

Günzel tiene formación en tecnología marítima e ingeniería eléctrica, pero su pasión por la robótica creció gracias a diversos puestos de asistente de investigación y prácticas en instituciones marinas de todo el mundo. Durante estos periodos, adquirió experiencia en robótica submarina aplicada, análisis de imágenes y desarrollo de sensores.

Tras varios meses de simulaciones y desarrollo de sistemas, Günzel, junto con sus colegas de doctorado Ambjørn Waldum y Gabriele Kasparaviciute y ocho estudiantes de maestría, ha completado con éxito su primera operación de campo en el fiordo de Trondheim. Esta operación se llevó a cabo en colaboración con Minerva, el ROV de mayor tamaño de la NTNU, y supone un importante avance tecnológico en sistemas submarinos autónomos. La prueba demostró por primera vez que un ROV compacto como el Blueye X3 puede operar de forma autónoma.

El equipo del proyecto ha seguido desarrollando tanto el dron submarino como la infraestructura necesaria para operaciones submarinas autónomas a largo plazo. Esto significa que el dron debe poder navegar con precisión a distancias de entre 100 y 500 metros y regresar a una estación de acoplamiento ubicada en el fondo marino. Esto implica el uso de un sistema USBL (línea de base ultracorta), que se comunica con un módem en el AUV. Un sistema USBL combina múltiples transductores para determinar la dirección y la distancia a una fuente acústica.

En el caso de este proyecto de doctorado, cuyo objetivo es desarrollar capacidades autónomas, la integración directa con el sistema de control del dron es esencial. Universidades, investigadores e integradores de sistemas podrían necesitar integrar el dron en sistemas más grandes o controlarlo mediante software de terceros. Para facilitar estos casos de uso, Blueye proporciona un punto de acceso para el control: el SDK de Blueye. Este SDK es de código abierto, está disponible en pypi.org y permite a desarrolladores y estudiantes crear algoritmos de control personalizados, automatizar misiones y explorar nuevas aplicaciones para la robótica submarina.

Blueye X3 con montura "Odenwald" personalizada, multihaz, USBL y computación adicional. © Leonard Günzel

El equipo del proyecto espera que esto siente las bases para futuras investigaciones, desde estudios de eficiencia energética y coordinación multirrobot hasta inspecciones recurrentes de infraestructura y plena autonomía de misión. Günzel está especialmente entusiasmado por seguir explorando la conciencia y percepción situacional, y como director del proyecto, espera con ilusión el próximo semestre, cuando el objetivo sea finalmente cortar la conexión.

El proyecto forma parte de la iniciativa SAFEGUARD y se basa en varios años de investigación y desarrollo en la NTNU. El Centro de Operaciones Robóticas Autónomas Submarinas (CAROS) de NTNU VISTA ha desempeñado un papel fundamental en el desarrollo de la infraestructura y los sistemas de soporte necesarios.