08/06/2021
Door Ad Spijkers
De TU Delft werkt met zeven andere partijen aan een autonoom systeem voor het schoonmaken van de oceaanbodem. Het 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 bijna klaar voor de eerste praktijktesten.
Kustwateren zijn wereldwijd vervuild met afval, zoals stukken kunststof, 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, aldus 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."
Het SeaClear-systeem bestaat uit een vaartuig op het water en 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 grijper. 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 de robot dankzij geavanceerde algoritmes onderscheid maken tussen afval en waterleven, zoals vissen en zeewier.
Inbreng TU Delft
De TU Delft coördineert en integreert het onderzoek dat binnen SeaClear wordt gedaan. 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. De onderzoekers kunnen de data van de videobeelden combineren met de sonarbeelden. Bij videobeelden zijn al beelden gelabeld, maar dat is nog niet het geval bij sonardata. Daarom willen ze 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 de onderzoekers het systeem gaan opschalen, wordt dat een belangrijk onderwerp.
Twee onderwaterrobots
Eerste testen
De grijper was het lastigste element om te ontwikkelen, maar ook deze is nu klaar. Onderzoekers van TU München ontwikkelden een prototype van de grijper waardoor de ondrzoekers nu echt kunnen gaan testen met het hele systeem. In september vinden de eerste testen plaats, in Dubrovnik. Daarbij worden de verschillende componenten van het systeem getest en word gekeken of de robots stukken afval die de onderzoekers zelf op de zeebodem hebben geplaatst, automatisch kunnen herkennen en oppakken.
Het consortium wil SeaClear in de toekomst sterk uitbreiden. Ze willen het systeem repliceren zodat het in meerdere gebieden tegelijk ingezet kan worden. Dan is een heel groot gebied te scannen en kan de echte schoonmaak van de oceaan beginnen.
SeaClear is een Europees project dat is gestart op 1 januari 2020 en loopt tot en met december 2023. Er zijn 49 onderzoekers bij betrokken en er doen acht partners uit zes landen mee: TU Delft, Hamburg Port Authority (D), TU Cluj-Napoca (R), Subsea Tech (F), TU München, Fraunhofer-Center für Maritime Logistik und Dienstleistungen, Dubrovnik University (Kroatië) en Dunea (NL).
Foto: TU Delft