APROCEAN

Científicos diseñan un sistema de visión biónica con IA inspirado en insectos

Autor: Salvador Lechuga Lombos + IA

Aplicaciones en el medio marino

1. Robótica submarina avanzada

   • Integrar estos ojos biónicos en robots submarinos para mejorar su capacidad de percepción panorámica y reconocimiento de objetos en 3D en entornos complejos y oscuros.

   • Facilitar la navegación autónoma precisa cerca de arrecifes, naufragios o estructuras submarinas.

2. Monitoreo ambiental

   • Usar drones acuáticos o sumergibles equipados con esta visión para vigilar ecosistemas marinos, identificar especies, detectar cambios en la calidad del agua o signos de contaminación.

   • Supervisar la salud de arrecifes coralinos y otros hábitats sensibles.

3. Inspección y mantenimiento de infraestructuras

   • Evaluar con mayor detalle y precisión estructuras submarinas como plataformas petrolíferas, cables submarinos o turbinas marinas.

   • Detectar grietas, corrosión o daños mediante imágenes panorámicas y análisis automáticos por IA.

4. Rescate y salvamento marítimo

   • Equipar drones o vehículos autónomos con visión biónica para localizar personas o embarcaciones en emergencia con mayor rapidez y eficacia, incluso en condiciones difíciles de visibilidad.

   • Reconocimiento en tiempo real de objetos flotantes o señales visuales de ayuda.

5. Investigación científica

   • Apoyar estudios biológicos marinos con sistemas de imagen que identifiquen y clasifiquen especies en su hábitat natural sin perturbación.

   • Recopilar datos visuales panorámicos para mapear zonas marinas y analizar patrones de comportamiento animal.

---

Concepto: Drone Submarino Biónico “AquaEye”

---

1. Visión y Percepción

• Sistema de visión biónica con IA:
  

  Ojos compuestos miniaturizados (omátidios) distribuidos en un casco esférico o semiesférico para visión panorámica 360°, capaz de captar imágenes en color y profundidad 3D en tiempo real.
  IA integrada para reconocimiento automático de especies, obstáculos, estructuras y patrones visuales complejos.

• Sensores complementarios:

  • Sonar multihaz para detección a mayores distancias y en condiciones de baja visibilidad.

  • Sensores químicos para detectar contaminantes o cambios en la calidad del agua.

---

2. Navegación y Maniobrabilidad

• Propulsión:
  Motores eléctricos silenciosos con propulsores multidireccionales para maniobras precisas y estables, incluso en corrientes fuertes.

• Sistema de posicionamiento:
  Navegación por GPS submarino (localización acústica) combinada con mapas 3D de zonas exploradas para navegación autónoma.

---

3. Comunicación

• Enlace de datos:
  Comunicación en tiempo real con estaciones en superficie mediante ondas acústicas o tecnología óptica de alta velocidad cuando esté cerca.

• Almacenamiento local:
  Grabación y procesamiento de datos para funcionar en modo autónomo durante misiones prolongadas.

---

4. Aplicaciones y Usos

• Exploración y mapeo:
  Generación de mapas tridimensionales detallados de fondos marinos y estructuras.

• Monitoreo ecológico:
  Seguimiento de fauna marina, detección temprana de contaminación o daños ambientales.

• Inspección industrial:
  Supervisión y mantenimiento predictivo de infraestructuras submarinas.

• Rescate y búsqueda:
  Localización rápida y eficiente de personas, embarcaciones o señales en el mar.

---

5. Dimensiones y autonomía

• Tamaño compacto, aproximado a un balón de fútbol para facilitar maniobrabilidad y acceso a zonas complejas.

• Batería de larga duración con carga rápida, capaz de misiones de varias horas.

---

Desglose Técnico Detallado del Drone Submarino Biónico “AquaEye”

---

1. Sistema de Visión Biónica

• Ojos compuestos (Omátidios):

  • Número: 200-300 unidades distribuidas en hemisferio frontal y laterales.

  • Tamaño: Cada omátidio ~1 mm, con micro-lentes individuales.

  • Función: Captura imágenes simultáneas para formar una visión panorámica 360°.

• Cámaras RGB+3D:

  • Sensores CMOS de alta resolución integrados en cada omátidio.

  • Profundidad 3D mediante tecnología de tiempo de vuelo (ToF) o estereoscopía computacional.

• Procesador de visión con IA:

  • Unidad de procesamiento dedicada (GPU + NPU para IA).

  • Algoritmos: Reconocimiento de objetos, clasificación de especies marinas, detección de anomalías (daños, contaminación).

---

2. Propulsión y Movilidad

• Motores Brushless DC:

  • 4-6 propulsores multidireccionales para control de movimiento en 6 grados de libertad (adelante/atrás, arriba/abajo, giro).

  • Velocidad máxima: 3-5 nudos (5.5-9 km/h).

• Sistema de estabilización:

  • Giroscopios y acelerómetros para mantener la estabilidad en corrientes.

  • Algoritmos de control para maniobras suaves y precisas.

---

3. Sensores Complementarios

• Sonar Multihaz:

  • Alcance: hasta 100 metros para navegación y detección en condiciones turbias.

  • Resolución fina para evitar obstáculos y mapear entornos.

• Sensores Químicos:

  • pH, salinidad, temperatura, niveles de oxígeno disuelto, contaminantes (hidrocarburos, metales pesados).

---

4. Navegación y Posicionamiento

• Sistema de navegación inercial (INS) + navegación acústica:

  • Posicionamiento preciso en ausencia de GPS.

  • Uso de balizas acústicas en áreas de operación para referencia.

• Mapeo simultáneo (SLAM):

  • Generación de mapas 3D en tiempo real para navegación autónoma.

---

5. Comunicación y Almacenamiento

• Comunicación acústica:

  • Transmisión de datos a estaciones en superficie con baja latencia para misiones en tiempo real.

• Almacenamiento interno:

  • SSD de alta capacidad (mínimo 1 TB) para almacenamiento local durante misiones extendidas.

---

6. Energía y Autonomía

• Baterías de iones de litio:

  • Capacidad: suficiente para 8-10 horas de operación continua.

  • Sistema de carga rápida y opción de recarga inalámbrica en estaciones base submarinas o superficie.

---

Esquema Visual Básico

 Esquema simple para visualizar cómo se distribuyen estos componentes:

• Casco esférico o semiesférico: con los omátidios en el frontal y laterales.

• Propulsores: 4-6 alrededor de la base para maniobra.

• Sensores sonares: ubicados en la parte inferior y frontal para detección de obstáculos.

• Sensores químicos: integrados en el casco lateral o inferior.

• Unidad de procesamiento y batería: en el centro del casco, protegidos contra la presión.

• Antena acústica: en la parte superior para comunicación con superficie.

---

Diagrama técnico: