Objetivos del proyecto:
Los objetivos del proyecto son los siguientes:
- Robótica Cooperativa, con capacidad de supervisión e intervención con equipos de sensores y robots manipuladores móviles heterogéneos, aplicable en el ámbito acuático e industrial (IoT e Industria 4.0)
- Experimentación en escenarios cercanos a la realidad, en presencia de corrientes y situaciones imprevistas.
- Aplicaciones del ámbito acuático: Vigilancia y optimización del sistema de aguas potables, Inspección y mejora de la gestión del agua en depuradoras, optimización de regantes para el uso eficiente del agua, mantenimiento de piscifactorías, y mantenimiento de instalaciones estratégicas subacuáticas. Casos de estudio prácticos en instalaciones de gestión del agua de la Comunidad Valenciana.
- Aplicaciones del ámbito industrial: Cooperación de robots industriales en el ámbito de la Industria 4.0, Redes de sensores (IoT), simulaciones e interfaces de control cooperativo de robots industriales. Casos de estudio en el ámbito de la industria del azulejo, piedra natural y vidrio, entre otros, de la Comunidad Valenciana.
- Aplicaciones del ámbito científico: Diseño de tecnología para la salvaguarda del patrimonio arqueológico submarino de la Comunidad Valenciana, control remoto de sistemas de intervención robótica en escenarios peligrosos (e.g. fuego, radiación, y agua), investigaciones en ingeniería de fluidos, y mejora de los sistemas de construcción de las instalaciones del ciclo del agua, así como avances en determinadas técnicas de acuicultura y eficiencia en piscifactorías.
- Objetivo transversal: Siguiendo las directrices internacionales de las buenas prácticas en ética robótica (Robot ethics) e ingeniería, se investigará y diseñará tecnología con el objetivo de servir a las personas, por la mejora de la calidad de vida, el fomento del empleo, y la paz.
Inversión:
La inversión de los fondos FEDER (IDIFEDER/2018/013) obtenidos se distribuye a lo largo de tres años (2018/2020) y se engloba en los tres bloques siguientes:
- Mejora y adquisición robot G500 con capacidad de integración de brazo manipulador, sensores y herramientas, así como su interconexión de red con los robots y sensores ya disponibles en el laboratorio. Este gasto es de vital importancia para avanzar en el diseño de aplicaciones cooperativas de intervención, en depósitos de agua potable, depuradoras y piscifactorías en el mar. Este robot tiene unas prestaciones profesionales, con capacidad de programar comportamientos autónomos y teleoperados, cargando sensores y brazos de prestaciones considerables, y con una autonomía de baterías de 8 horas aproximadamente. Este gasto está directamente relacionado con el objetivo 1 de “Robótica Cooperativa”, y de forma aplicada en los otros objetivos, usando el sistema robótico como herramienta.
- Construcción tanque de agua, con capacidad de experimentar diferentes configuraciones de entradas y salidas, para el estudio de técnicas constructivas de depósitos de agua. Así mismo, este segundo bloque de gasto, que será ejecutado durante la segunda anualidad, incluye la obra que acompaña al tanque, la sala de máquinas y el espacio de trabajo. Las dimensiones del tanque están determinadas para satisfacer las necesidades de movilidad del equipo de robots, así como la instalación de los dispositivos de corrientes del siguiente bloque de gasto. Este grupo de gasto es crucial en el proyecto, y permitirá de forma directa trabajar en el objetivo 2, donde se procura experimentar en condiciones cercanas a la realidad, de forma más aplicada en el objetivo 3 (aplicaciones ámbito acuático), y de forma transversal con el resto de objetivos (aplicaciones industriales y científicas).
- El tercer bloque de gasto, que incluye los dispositivos para la generación de corrientes, así como el estudio del oxígeno en la depuración eficiente de agua (sopladores, parrillas, etc.) es necesario para la consecución del objetivo 2, en lo que respecta a la generación de corrientes que simulan los entornos de gestión y depuración de agua. Este gasto está también directamente relacionado con los otros objetivos de aplicaciones acuáticas, científicas e industriales.
Justificación de la necesidad y su carácter innovador:
Se trata de un proyecto multidisciplinar por naturaleza, que aglutina entorno al medio subacuático distintos equipos de trabajo integrados en un mismo Consorcio que es finalmente el responsable de impulsar las distintas actividades con una visión mucho más amplia de lo que un solo grupo de investigación hubiera hecho jamás. Entre las principales actividades que se espera sean realizadas en la presente infraestructura estarían:
- Explorar nuevos desarrollos mecatrónicos, vehículos submarinos, sensores, etc. (i.e. pruebas de Hardware). Explorar nuevas funcionalidades con el Hardware previamente testado, utilizando nuevos algoritmos (Software). Donde las principales tecnologías que se van a explorar en el tanque de agua serían: HRI, Control de sistemas, Percepción (construcción de nubes de puntos 3D, reconocimiento de formas, etc.), Guiado multisensorial de sistemas de agarre y manipulación, comunicación inalámbrica (transmisión de imágenes, etc.), navegación y localización de vehículos, entre otros aspectos. En definitiva, diferentes vehículos submarinos serán utilizados para validar nuevas hipótesis científicas, de manera aislada o en grupo, trabajando de forma cooperativa para demostrar nuevas capacidades de los sistemas de intervención, de manera controlada pero realista (i.e. controlando el nivel de visibilidad, corrientes, turbulencias, etc.) antes de pasar a escenarios reales en la naturaleza (e.g. fondos marinos, de lagos, ríos, embalses, etc.) caracterizada por su alto grado de incertidumbre a todos los niveles.
- Investigación de técnicas para la mejora de la construcción, gestión, almacenamiento y sostenibilidad de los depósitos de agua, con el objetivo de mejorar la salud y la calidad de vida de las personas, dependientes del sistema de agua potable. A modo de ejemplo se investigarán condiciones de mezcla del agua en depósitos para la mejora de su diseño, con el objetivo de reducir estratificaciones y zonas estancas con diferentes concentraciones de desinfectante que propician la formación de subproductos de la desinfección, nitritos, patógenos, etc.
- Se diseñará la mecánica necesaria para investigar técnicas de generación y monitorización de corrientes con tecnologías afines y aplicables a la mejora del almacenamiento y gestión del agua, especialmente en lo que respecta a la depuración. Para ello, en el tercer año del proyecto se equipará el tanque de agua con parrillas extraíbles para aireación, y equipos de agitación.
En definitiva, utilizando como catalizador esta infraestructura, se identificarán sinergias y potenciales beneficios de las distintas líneas de investigación en marcha, incluidas en el Consorcio, incluyendo
distintos puntos de vista, por un lado el de la mecánica de fluidos aplicado habitualmente a piscifactorías y depuradoras, por otro desde la óptica de la construcción y diseño eficiente de los tanques
de agua potable, incluyendo su potencial relativo a la eficiencia energética, y finalmente desde la perspectiva de la robótica, considerando las ventajas que ofrece el disponer de un contexto controlado donde realizar experimentos muy cercanos a los dominios de aplicaciones reales.
