World Ocean Day: Autonoom robotsysteem raapt afval van oceaanbodem

Nieuws - 07 juni 2021 - Webredactie 3mE

De TU Delft werkt met zeven andere partijen aan een autonoom systeem voor het schoonmaken van de oceaanbodem. Dit systeem bestaat uit een basisvoertuig met twee onderwaterrobots en een observatierobot, die samen afval van de zeebodem gaan verwijderen. Met het realiseren van het cruciale grijper-onderdeel is dit SeaClear-systeem nu bijna klaar voor de eerste praktijktesten.

Afvalprobleem

‘Kustwateren zijn wereldwijd vervuild met afval, zoals stukken plastic, flessen of banden. Nu ruimen duikers dit afval op de zeebodem op, vooral in toeristische gebieden. Maar dit is een dure en voor de duikers soms gevaarlijke oplossing’, zegt prof. Bart De Schutter, hoogleraar aan het Delft Center for Systems and Control van de TU Delft. ‘In het SeaClear-project ontwikkelen we daarom met zeven andere partners een autonoom systeem met onderwaterrobots om afval van de zeebodem te verwijderen. We letten er daarbij natuurlijk op dat het leven op de zeebodem niet wordt aangetast.’

Twee onderwaterrobots

‘Het SeaClear-systeem ziet er als volgt uit’, vervolgt projectleider De Schutter. ‘We hebben een vaartuig op het water (surface vessel) en verder zijn er twee onderwaterrobots. Een wat kleinere robot is de zogenoemde observatierobot. Deze scant de zeebodem met een camera en met sonar. Deze robot brengt in kaart waar er stukken afval liggen en wat voor soort afval het betreft. Als de observatierobot eenmaal een stuk afval heeft geïdentificeerd, stuurt de robot deze informatie naar de andere onderwaterrobot, die is uitgerust met een Gripper. Deze robot gaat naar het afval toe en pakt hiermee het stuk afval op om het vervolgens in een grote mand te deponeren. De Gripper is met een raamwerkstructuur  ontworpen zodat, als er per ongeluk een vis wordt opgepakt, deze nog kan ontsnappen. Daarnaast kan ook de robot kan onderscheid maken tussen afval en waterleven, zoals vissen en zeewier. Hiervoor gebruiken we  geavanceerde algoritmes.’

Delft

De TU Delft coördineert en integreert al het onderzoek dat gedaan wordt binnen SeaClear. Daarnaast levert de TUD een aanzienlijke wetenschappelijke bijdrage aan het project. Deze bijdrage is drieledig: ten eerste gaat het om beeldherkenning en classificatie van het afval. Ten tweede gaat het om sensorfusie: de observatie van afval kan gebeuren via sonar óf via video. Bij slecht zicht, zoals in de haven van Hamburg, een van de twee testsites, moet sonar worden ingezet. Bart De Schutter: ‘Wij kunnen de data van de videobeelden combineren met de sonarbeelden. Bij videobeelden zijn al beelden gelabeld, maar dat soort data is nog niet gelabeld bij sonardata. Daarom willen we gelabelde data van videobeelden overbrengen naar gelabelde data voor sonar.’ Ten slotte richt de Delftse universiteit zich op de bewegingen van de verschillende onderwater-voertuigen, die omwille van de transfer van data en stroom via kabels verbonden zijn met het basisvaartuig. Belangrijk is dat deze kabels niet met elkaar in de war raken. ‘Zeker als we het systeem gaan opschalen, wordt dat een belangrijk onderwerp’, besluit De Schutter.

Eerste testen in Dubrovnik

‘De gripper was het meest lastige element om te ontwikkelen, maar ook deze is nu klaar. Onderzoekers van TU Munich ontwikkelde een prototype van de Gripper waardoor we   nu echt kunnen gaan testen met het hele systeem’, zegt De Schutter. ‘We hebben twee testsites; eentje in Dubrovnik en een andere in de haven van Hamburg. In september zullen we de eerst testen uitvoeren, in Dubrovnik. Daarbij testen we de verschillende componenten van het systeem en zullen we kijken of we stukken afval die we zelf op de zeebodem hebben geplaatst, automatisch kunnen herkennen en oppakken.’

Bart de Schutter: “In de toekomst willen we SeaClear sterk gaan uitbreiden. We willen het systeem repliceren zodat het in meerdere gebieden tegelijk ingezet kan worden. Dan kunnen we een heel groot gebied scannen en kunnen we de oceaan echt schoonmaken.”

Prof.dr.ir. B.H.K. De Schutter

Meer informatie

Drs. F.J. Bosman MA

De robot kan onderscheid maken tussen afval en waterleven, zoals vissen en zeewier. Hiervoor gebruiken we geavanceerde algoritmes.