Blueye: Tornando um ROV autônomo

Projeto Autonomia Blueye, da esquerda para a direita: Ambjørn Grimsrud Waldum, Leonard Günzel, Gabrielė Kasparavičiūtė, Ai-Nhi Hoang, Jenny Krokstad, Md Shamin Yeasher Yousha, Dana Yerbolat, Abubakar Aliyu Badawi. Ausentes na foto: Martin Ludvigsen, Celil Yilmaz, Mahmoud Hussein Abdelrazik Hassan, Elena Marie Kirchman. © Leonard Günzel

Leonard Günzel, doutorando no Departamento de Tecnologia Marinha da NTNU, está atualmente liderando um novo projeto para tornar os ROVs Blueye autônomos. O objetivo do projeto é eliminar a amarra conectada à Unidade de Superfície Blueye e permitir que o ROV opere independentemente de uma estação de atracação instalada no fundo do mar.

Os ROVs Blueye são conectados por meio de um cabo para garantir uma comunicação rápida, estável e confiável entre o drone e o operador. O cabo permite a transmissão de dados em tempo real diretamente para a superfície, fornecendo aos operadores vídeo ao vivo e dados de sensores essenciais para manobras subaquáticas precisas e seguras. Além disso, os sinais de controle são enviados ao ROV por meio do mesmo cabo, permitindo que o operador ajuste continuamente a direção, a velocidade e o ângulo da câmera, garantindo controle total do drone o tempo todo.

Um sistema cabeado também oferece uma configuração simples, eliminando a necessidade de soluções sem fio complexas ou estações base externas. O sistema é móvel e flexível — pode ser usado em praticamente qualquer lugar, seja na costa, em um barco ou em um cais.

A corda também garante transmissão de energia e sinal estável, proporcionando maior confiabilidade em ambientes subaquáticos exigentes.

A corda também serve como uma medida de segurança confiável. Se a conexão com o ROV for perdida, ela sempre pode ser recuperada manualmente puxando-a de volta pela corda.

Leonard Günzel com a estação de atracação no navio de pesquisa Gunnerus. © Leonard Günzel

Veículos operados remotamente ( ROVs ), ao contrário dos veículos subaquáticos autônomos (AUVs), exigem um operador na superfície para controlar o drone. A conversão de ROVs em AUVs pode abrir novas possibilidades para operações subaquáticas. Com autonomia, as missões podem ser realizadas sem supervisão humana constante, tornando os drones mais eficientes, econômicos e capazes de operar em ambientes desafiadores por longos períodos.

Günzel tem formação em tecnologia marítima e engenharia elétrica, mas sua paixão por robótica cresceu por meio de diversos cargos como assistente de pesquisa e estágios em instituições marítimas ao redor do mundo. Durante esses períodos, ele adquiriu experiência com robótica subaquática aplicada, análise de imagens e desenvolvimento de sensores.

Após vários meses de simulações e desenvolvimento de sistemas, Günzel, juntamente com seus colegas de doutorado Ambjørn Waldum e Gabriele Kasparaviciute, e oito alunos de mestrado, concluiu sua primeira operação de campo bem-sucedida no fiorde de Trondheim. A operação de campo foi realizada em colaboração com o maior ROV da NTNU, o Minerva, e marca um importante avanço tecnológico em sistemas subaquáticos autônomos. O teste demonstrou pela primeira vez que um ROV compacto como o Blueye X3 pode operar de forma autônoma.

A equipe do projeto desenvolveu ainda mais o drone subaquático e a infraestrutura necessária para operações subaquáticas autônomas de longo prazo. Isso significa que o drone deve ser capaz de navegar com precisão por distâncias que variam de 100 a 500 metros e retornar a uma estação de ancoragem instalada no fundo do mar. Isso envolve o uso de um sistema USBL (Linha de Base Ultracurta), que se comunica com um modem no AUV. Um sistema USBL combina múltiplos transdutores para determinar a direção e a distância até uma fonte acústica.

No caso deste projeto de doutorado, cujo objetivo é desenvolver capacidades autônomas, a integração direta com o sistema de controle do drone é essencial. Universidades, pesquisadores e integradores de sistemas podem precisar incorporar o drone em sistemas maiores ou controlá-lo por meio de software de terceiros. Para dar suporte a esses casos de uso, a Blueye fornece um ponto de acesso para controle — o Blueye SDK. Este SDK é de código aberto, disponível em pypi.org , e permite que desenvolvedores e estudantes criem algoritmos de controle personalizados, automatizem missões e explorem novas aplicações para robótica subaquática.

Blueye X3 com estrutura "Odenwald" personalizada, multifeixe, USBL e computação extra. © Leonard Günzel

A equipe do projeto espera que isso estabeleça as bases para pesquisas futuras, que vão desde levantamentos de eficiência energética e coordenação multirrobô até inspeções recorrentes de infraestrutura e autonomia total de missão. Günzel está particularmente entusiasmado para explorar ainda mais a consciência e a percepção situacionais e, como gerente de projeto, aguarda com expectativa o próximo semestre, quando o objetivo será finalmente romper definitivamente com a amarra.

O projeto faz parte da iniciativa SAFEGUARD e se baseia em vários anos de pesquisa e desenvolvimento na NTNU. O Centro NTNU VISTA para Operações Robóticas Autônomas Submarinas (CAROS) desempenhou um papel fundamental no desenvolvimento da infraestrutura e dos sistemas de suporte necessários.