La inspección de barcos de gran tonelaje, como petroleros, cargueros a granel o barcos portacontenedores, tiene como objetivo evitar accidentes marítimos de consecuencias catastróficas, que a menudo tienen su origen en fallos estructurales de los buques. Es una actividad muy compleja en la que se realiza la revisión visual de cientos de miles de metros cuadrados de acero en entornos hostiles. Además, su coste es elevado y puede llegar a consumir una gran cantidad de tiempo durante el cual el barco no puede utilizarse para el transporte.

El equipo de robótica aérea del grupo de Sistemas, Robótica y Visión (SRV) de la Universidad de las Islas Baleares acumula ya una larga trayectoria en el desarrollo de drones dotados de cámaras y sensores que son capaces de proporcionar información sobre el estado del barco mediante la detección de pérdidas de revestimiento, corrosión y grietas, que son los defectos típicos que pueden presentarse en las superficies metálicas de estas embarcaciones. De esta forma, se pretende mejorar la calidad de estas inspecciones a la vez que se incrementa la seguridad del personal que trabaja en ellas y se reduce el tiempo y el coste de cada inspección.

Proyecto BUGWRIGHT2

En la actualidad, el grupo SRV participa en el proyecto europeo BUGWRIGHT2, financiado por la Unión Europea a través del programa marco H2020, que tiene como objetivo desarrollar un sistema de asistencia a la inspección y mantenimiento de la parte exterior del casco de barcos de gran tonelaje (barcos portacontenedores, cargueros a granel, petroleros, etc.), así como de tanques de almacenamiento.

El desarrollo prevé la gestión de una flota heterogénea de robots con diversas capacidades de locomoción (drones, trepadores magnéticos aéreos y terrestres, y vehículos submarinos) capaces, entre otras funciones, de escanear de forma autónoma grandes estructuras metálicas.

El resultado sería un modelo 3D de la estructura con múltiples capas de información, utilizable en diferentes rondas de inspección para poder analizar la progresión de ciertos defectos. La interacción con el sistema se realiza mediante la recreación de un modelo de la estructura en un entorno de realidad virtual, enriquecido con la información recolectada por los robots a medida que tiene lugar la operación.

Las tareas de la UIB en BW2 comprenden el desarrollo de un (1) dron capaz de escanear la estructura en inspección de forma robusta y detallada, recolectando imágenes e información 3D para la reconstrucción de la estructura, y (2) modelos de aprendizaje profundo para la detección de defectos de las estructuras inspeccionadas, tales como la pérdida de revestimiento, presencia de corrosión o la proliferación de bioincrustaciones (en la parte sumergida del casco del buque). Para ello, el dron está equipado con un escáner láser 3D, cámara/cámaras RGB, un receptor UWB, una unidad inercial y altímetros.

A prueba en Austria

Recientemente, parte del equipo del SRV ha participado en las pruebas de integración del proyecto BUGWRIGHT2, que se han realizado en la Universidad de Klagenfurt (Austria). Los investigadores Francisco Bonnín Pascual, Emilio García Fidalgo y Alberto Ortiz viajaron hasta allí con el dron para realizar pruebas de navegación autónoma y avanzar en la integración del software de control del dron. El grupo Control of Networked Systems del Institute of Smart Systems Technologies, dirigido por el doctor Stephan Weiss, actuó como anfitrión del grupo de la UIB durante su visita.

La integración de software y las pruebas posteriores se realizaron en la instalación denominada Drone Hall, la mayor instalación de test de drones de Europa. Esta instalación cuenta con un equipo de captura de movimiento OptiTrack dotado de 37 cámaras que permiten determinar con precisión submilimétrica la posición de un objeto, p. ej., un dron, en una altura de 10 m de altura, con el objetivo de realizar pruebas de evaluación y ajustes de manera controlada.

Durante las pruebas se evaluó un hodómetro 3D basado en un escáner láser 3D desarrollado por el equipo de la UIB denominado LiODOM, el hodómetro 3D visuoinercial (VIO) desarrollado por el equipo de la Universidad de Klagenfurt, y se avanzó en la fusión de los dos hodómetros para conseguir un estimador de movimiento mejorado para el dron.

También se puso a punto un sistema SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) desarrollado por el equipo de la UIB que emplea LiODOM como fuente de hodometría, del que se deriva una nube de puntos global de toda la misión en la que se puede percibir el entorno de operación, incluida la estructura inspeccionada.

El equipo del grupo de Sistemas, Robótica y Visión de la UIB que participa en el proyecto BUGWRIGHT2, está integrado por el doctor Alberto Ortiz Rodríguez, catedrático del Departamento de Ciencias Matemáticas e Informática; el doctor Francisco Bonnín Pascual, profesor contratado doctor del Departamento de Ciencias Matemáticas e Informática; Emilio García Fidalgo, investigador postdoctoral y profesor asociado del Departamento de Ciencias Matemáticas e Informática, y los técnicos investigadores predoctorales Antoni Tauler Rosselló y Miquel Serra Perelló.