Al llarg de tres anys, el projecte 'Plataforma de Larga Duración para la Observación de los Ecosistemas Marinos (PLOME)' dissenyarà una instal·lació no invasiva i modular per recollir dades imprescindibles per tal que la comunitat científica pugui supervisar, monitorar i gestionar millor els ecosistemes marins. L'equip científic, liderat per la Universitat de Girona (UdG), compta amb la participació de la Universitat Politècnica de Catalunya · BarcelonaTech (UPC), les universitats de les Illes Balears (UIB) i Politècnica de Madrid (UPM), l’Institut de Ciències del Mar (ICM-CSIC) i l’empresa Iqua Robotics SL. La iniciativa disposa d’un pressupost d’1,5 milions d’euros provinents de fons de l'Agència Estatal d’Investigació i fons europeus NextGenerationEU.

En concret, el projecte proposa desenvolupar un conjunt de sistemes independents format per estacions fixes que romanen al fons marí, vehicles submarins i vehicles de superfície que treballen conjuntament i autònoma per recollir dades. Tots els sistemes disposen de bateries i sistemes de comunicació. Els vehicles submarins poden estacionar-se per carregar les bateries, i els vehicles de superfície poden treballar extraient energia del medi.

El conjunt de sistemes constitueix una plataforma que pot monitorar una zona durant diverses setmanes i fins a un mes, sense necessitar la intervenció humana. Un cop es recull, els sistemes es mantenen, s’extreuen les dades, es carreguen les bateries i es pot tornar a desplegar la plataforma per tal que continuï el monitoratge en una altra zona.

El projecte té per objectiu fer avançar la metodologia actual en què, majoritàriament, les dades només s’extreuen mentre hi ha un equip humà que realitza una campanya oceanogràfica. La plataforma PLOME permet el monitoratge durant un període llarg, amb comunicacions en temps real que faciliten el seguiment de l’ecosistema.

Atès que els sistemes estan molts dies funcionant, s’utilitza intel·ligència artificial per detectar les espècies i adaptar i optimitzar el monitoratge del fons marí segons les deteccions. Els investigadors rebran també el resum de les deteccions en temps real, de manera que podran saber què està passant i podran canviar els paràmetres que desitgin per aprofitar millor la resta de dies en què la plataforma encara estarà recollint informació.

Experiments al litoral català
Durant els tres anys de durada del projecte, es faran tres experiments a diferents llocs del litoral català. El primer es farà el 2023 a la costa de Sant Feliu de Guíxols. Serà la primera vegada que les tecnologies desenvolupades treballaran de manera conjunta per obtenir dades del fons marí. Durant el 2024 es realitzaran dos experiments finals del projecte. El primer consistirà en una validació a profunditat, entre 300 i 500 metres, en una àrea protegida de pesca real prop de la ciutat de Barcelona, mitjançant un vaixell oceanogràfic. En aquest experiment es validaran els sistemes de monitoratge en condicions reals durant diversos dies, supervisant i operant els sistemes des del vaixell.

El segon experiment es realitzarà a la costa de Vilanova i la Geltrú, i consistirà a validar tots els sistemes a poca profunditat al llarg d’una setmana de manera ininterrompuda. La plataforma estarà connectada amb l’observatori marí OBSEA, i això permetrà el monitoratge en temps real de tots els sistemes per comprovar que funcionen correctament.

“Amb PLOME volem consolidar l’ús de vehicles autònoms submarins com a eina d’observació del fons marí que no requereix tot un equip humà i una infraestructura dedicada al moment en què s’utilitza”, explica Marc Carreras, investigador del grup de recerca en Visió per Computador i Robòtica (VICOROB) de la UdG i coordinador del projecte. Segons detalla, “els vehicles autònoms permeten fer la feina durant un o diversos dies, analitzant i prenent decisions per tal que les dades siguin bones”.

“És una de les tecnologies necessàries per gestionar correctament els ecosistemes marins, ja que aquesta autonomia permet que l’operació dels vehicles sigui escalable”, afegeix l’investigador de VICOROB. Aquest grup té una dilatada experiència en projectes de recerca en l'àmbit nacional i internacional relacionats amb els vehicles subaquàtics autònoms (AUVs), incloent-hi el desenvolupament dels AUV Girona 500/ 1000 i Sparus II, emprats per diferents grups de recerca internacionals. A més de liderar el projecte, VICOROB serà l’encarregat d’adaptar els vehicles autònoms submarins per realitzar la validació experimental.

Per la seva part, l’ICM és el soci responsable del càlcul d'indicadors ecològics com a mètrica sintètica de la salut i la recuperació dels ecosistemes marins. “A partir de la informació obtinguda mitjançant el processament automàtic de les imatges de les plataformes robòtiques, es procedirà a calcular l'abundància d'espècies i la biodiversitat global”, apunta l’investigador de l’ICM, Jacopo Aguzzi. 

El Centre de Desenvolupament de Sistemes d'Adquisició Remota i Tractament de la Informació (SARTI) de la UPC contribuirà amb el disseny de les estacions fixes d'observació del fons marí. Gràcies a l’experiència adquirida després de més de deu anys des del desplegament de l’observatori marí OBSEA, el grup SARTI s’ocupa del disseny dels landers, les estacions que acolliran instrumentació com ara les càmeres i sensors, els dispositius de comunicació amb la superfície, i els elements de recuperació de les plataformes. “Els landers permeten la mesura de diferents paràmetres marins en un punt fix i permetran enllaçar les comunicacions de tota la plataforma amb superfície”, especifica l’investigador de la UPC Joaquín del Río, vinculat a l'Escola Politècnica Superior d'Enginyeria de Vilanova i la Geltrú (EPSEVG).

L’aportació més rellevant de la UIB en aquest projecte és la generació i implantació d’algorismes d’intel·ligència artificial per a l’anàlisi d’imatges obtingudes per les càmeres a bord de les plataformes, tant als vehicles autònoms com a les estacions fixes. L’objectiu és la detecció, identificació, tallatge i quantificació de diferents espècies marines.

La UPM se centrarà en la gestió de les comunicacions submarines acústiques i les comunicacions via satèl·lit i/o GSM. Per aquest motiu es desenvoluparà un middleware per facilitar la utilització dels dispositius de comunicacions entre tots els actors implicats al projecte (vehicles, estacions, vaixells, estació de control, etc). El middleware permet tractar tots els dispositius de comunicacions de la mateixa manera, aportant una capa de comunicacions d'alt nivell que simplifica l'ús dels mateixos, sense ser necessari tenir-ne un coneixement profund per l'usuari. Els treballs seran desenvolupats pel grup de Recerca en Instrumentació i Acústica Aplicada (I2A2) de la UPM.

Finalment, l’empresa situada a Girona IQUA Robotics desenvoluparà algorismes de mapatge a partir de dades adquirides amb làser, videocàmeres i càmeres acústiques. Creada l’any 2016, IQUA Robotics es dedica al disseny, desenvolupament i comercialització de vehicles submarins autònoms i d’altres tecnologies afins. És l’única empresa del consorci.