Autonoom robotsysteem TU Delft raapt afval van oceaanbodem

Alexander Pil
16 juni

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 praktijktests.

In september zijn de eerste tests met de Seaclear-opruimrobot. Foto: Seaclear

‘Kustwateren zijn wereldwijd vervuild met afval, zoals stukken plastic, flessen of banden’, zegt Bart De Schutter, hoogleraar aan het Delft Center for Systems and Control van de TU Delft. ‘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. 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 (surface vessel) en twee onderwaterrobots. ‘Een wat kleinere robot is de zogenoemde observatierobot’, legt De Schutter uit. ‘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.’

De TU Delft coördineert en integreert al het onderzoek dat gedaan wordt binnen Seaclear. Daarnaast levert de universiteit een aanzienlijke wetenschappelijke bijdrage aan het project. Deze bijdrage is drieledig: ten eerste gaat het om beeldherkenning en classificatie van het afval. Ten tweede 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 Schutter: ‘We 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 onderwatervoertuigen, 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.

‘De gripper was het meest lastige element om te ontwikkelen, maar ook deze is nu klaar. Onderzoekers van TU München ontwikkelde een prototype 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 tests 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.’