Robótica submarina

Os veículos submarinos operados remotamente, mais conhecidos por ROV (do inglês

Remotely Operated Vehicles), são minissubmarinos de observação subaquática, podendo

estar equipados com câmaras de vídeo e diferentes tipos de sensores, são geralmente operados à distância a partir de um navio ou de terra firme. Para todos os efeitos, podem ser considerados sistemas robóticos móveis, já que incorporam a globalidade dos subsistemas eletrónicos e mecânicos que se podem encontrar nos robôs móveis como, por exemplo, um sistema de locomoção (os propulsores), atuadores ou manipuladores (garras robóticas), sensores (câmaras de vídeo, sensores térmicos, químicos, etc.) e ainda sistemas de comunicação com ou sem fios.

Existem diferentes tipologias que vão desde os micro ROV, como o da figura 5, de pequeno porte e para utilização em pipelines ou espaços com pequenas cavidades, até ao

Autonomous Underwater Vehicles (AUV), como o que se pode ver na figura 6, uma classe

que dispensa operador humano, dado o sofisticado sistema de sensores, atuadores e controlo dotado de inteligência artificial que lhe conferem total autonomia.

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Figura 5 - Pequenos ROV de observação (Fonte: SeaTrepid)

Figura 6 - AUV e conjunto de componentes standard (Fonte: US Navy)

A utilização de ROV é muito diversificada: destacam-se a investigação científica do meio subaquático, as operações militares, as pesquisas arqueológicas e a exploração de recursos marinhos.

Para o nosso estudo, interessa sobretudo conhecer a vertente educativa deste tipo de veículos, já que passou a ser mais uma frente de trabalho do SPAR a partir de 2016, a convite de uma prestigiada instituição científica regional.

O EDUROVs, projeto de robótica submarina educativa do Observatório Oceânico da Madeira (OOM), surgiu em 2016 na sequência de uma parceria com a Plataforma Oceânica das Canárias (PLOCAN), instituto que desenvolve um projeto similar nas ilhas Canárias desde 2012.

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A intenção principal do projeto é criar protótipos de ROV como o que se mostra na figura 7, ou seja, de robôs submarinos de pequena escala, simples e de baixo custo, construídos com materiais relativamente acessíveis e de uso quotidiano, mas funcionais. Pretende-se que os alunos de escolas secundárias construam o seu próprio ROV e o apresentem num evento final onde participarão todas as escolas associadas ao projeto. O projeto disponibiliza o material básico (kit) necessário à construção do ROV e proporciona o apoio aos professores através de tutoria/formação, que lhes permita desenvolverem o projeto com os respetivos alunos. Segundo informação disponibilizada no site do OOM9_,

dada a aplicabilidade desta tecnologia aliada a um desconhecimento da sua importância que se acredita existir entre a população escolar, pretende-se que este kit contribua para um melhor conhecimento da robótica submarina enquanto recurso ao serviço do estudo do Oceano.

Figura 7 - Submergível básico do EDUROVs (Fonte: OOM)

O site da PLOCAN10 _{titula o projeto EDUROVs como Taller para la atracción y} motivación de escolares en secundaria hacia la ingeniería mediante la construcción y operación remota de vehículos submarinos e destaca a parceria com o grupo VICOROB

– Computer Vision and Robotics Group, da Universidade de Girona.

Destaca-se também uma noção cada vez mais importante: “además se busca propiciar la imaginación de los estudiantes para que tengan en cuenta que los ROV’s deben respetar el entorno marino en todos sus aspectos”.

9 _{https://oom.arditi.pt/index.php?page=edu.} 10 _{http://www.edurovs.eu/proyecto-inicial-edurovs/.}

84 Objetivos do projeto EDUROVs:

▪ Fomentar o interesse dos alunos pelas ciências marinhas e pela tecnologia de exploração marinha;

▪ Explorar as potencialidades dos robôs submarinos na exploração científica e de recursos marinhos;

▪ Promover a exploração de conceitos físico-químicos (ex. densidade, força, massa, gravidade, entre outras grandezas);

▪ Estimular o trabalho em equipa.

A ESFF, através do projeto SPAR, foi a única escola portuguesa a marcar presença na quarta edição do EDUROVs 2016 – Robótica Submarina Educativa – realizada em Las Palmas, nas Ilhas Canárias.

Este facto é confirmado pelo comunicado da página oficial do consórcio PLOCAN11_, La piscina municipal Julio Navarro, del Club de Natación Las Palmas, acogió un evento demostrativo en el marco del Taller de Robótica Submarina, Proyecto EDUROVs, promovido por la Obra Social de "la Caixa" y PLOCAN. En esta cuarta edición, se mostraron los trabajos de 23 centros de enseñanza secundaria de Canarias y un centro de Funchal (Madeira).

O evento foi organizado pelo PLOCAN e contou com a participação de vinte e três escolas secundárias das Canárias e uma escola da Madeira, a ESFF, que se distinguiu das demais por ter sido a única a apresentar um projeto de comunicação submarina sem fios, com controlo por bluetooth através de uma aplicação específica desenvolvida para

smartphones operando sobre a plataforma Androide. Este projeto foi desenvolvido por

dois jovens estudantes membros do SPAR, sob a orientação do coordenador do projeto. Depois desse impulso inicial, o SPAR tem preservado a sua ligação ao projeto EDUROVs, mantendo os equipamentos e aplicações, colaborando na sua divulgação e participando nos encontros regionais, realizados anualmente desde então. Fruto de novos desenvolvimentos e de configurações de ROV inovadoras, o SPAR viria a participar novamente neste certame, na edição de 2019.

O projeto EDUROVs tem antecedentes ancorados em projetos similares quer neste, quer no outro lado do Atlântico; segundo Christ e Wernli (2014), para atender à frota de sistemas ROV industriais em constante expansão, foram desenvolvidos vários projetos

11 _{http://www.plocan.eu/index.php/es/noticiasplocan/2016/252-mayo/1498-evento-de-robotica-}

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educativos em diversos pontos da Europa e da América do Norte. Um desses programas apresenta muitas semelhanças com o congénere espanhol:

The Marine Advanced Technology Education (MATE) Center was formed in Monterey, California, in order to encourage high school and college-age enthusiasts into the field of subsea robotics. Today the MATE program sponsors international ROV competitions worldwide. (Christ e Wernli, 2014, p. 61)

O MATE foi estabelecido com financiamento da National Science Foundation em 1997; a sua missão é usar a tecnologia marinha para inspirar e desafiar os estudantes a aprender e aplicar com criatividade ciência, tecnologia, engenharia e matemática (STEM) para resolver problemas do mundo real de uma forma que fortaleça o pensamento crítico, a colaboração, o empreendedorismo e a inovação.

A própria ideia de construção de um protótipo baseado em tecnologia acessível e de baixo custo, que está na base dos projetos propostos aos estudantes das escolas secundárias aderentes ao EDUROVs, tem uma extraordinária semelhança com o conceito subjacente à competição anual promovida pelo MATE:

There is not much “high technology” in designing, manufacturing, and producing an ROV system. Every year, the Marine Advanced Technology Education Center (MATE) hosts an ROV competition for high school and college students who put together their own operational ROV system.

Educators in British Columbia have put forth a book on how to build an ROV in a garage out of hardware store parts (Bohm and Jensen, 1997). The difficulty is in producing a commercially viable and reliable system that can take the abuse of fieldwork and produce results. (Ibidem, p. 625)