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Un bote en el agua

Este barco robótico con inteligencia artificial limpia puertos y ríos para mantener la basura plástica fuera del océano

Millones de toneladas de basura plástica flotan en ríos urbanos contaminados y vías fluviales industriales y en los océanos del mundo cada año. Ahora, una startup con sede en Hong Kong ha encontrado una solución para ayudar a detener estos devastadores flujos de desechos.

Un pequeño bote en el agua con el horizonte de la ciudad al fondo.
Un prototipo temprano navega por el puerto de Hong Kong. Foto: Clearbot.

Open Ocean Engineering ha desarrollado Clearbot Neo, un elegante barco robótico habilitado para IA que recolecta de forma autónoma toneladas de basura flotante que, de otro modo, se arrastraría hacia el Pacífico desde el concurrido puerto del territorio.

Después de una larga fase de desarrollo, sus creadores planean escalar y tener flotas de Clearbot Neos que limpien y protejan las aguas de todo el mundo.

Las Naciones Unidas estiman que hasta el 95% de la contaminación plástica en los mares del mundo llega a través de 10 ríos principales, ocho de los cuales se encuentran en Asia.

Y existe el temor de que el volumen de basura plástica que fluye hacia los ambientes marinos casi se triplique para 2040, lo que agregará de 23 a 37 millones de toneladas métricas a los océanos por año. Eso equivaldría a unos 50 kg de basura plástica por metro de costa en todo el mundo.

“Si limpiamos nuestros ríos y puertos, ayudamos a limpiar nuestros océanos”, dice el cocreador de Clearbot Neo, Sidhant Gupta.

Con solo tres metros de largo y empujado por un motor eléctrico alimentado por batería solar, el Clearbot Neo mueve de manera sistemática, hacia arriba y hacia abajo, secciones de agua designadas, de forma muy similar a como un robot de limpieza doméstico se mueve por el piso de una sala de estar.

A diferencia de otras soluciones de recolección de basura marina mucho más grandes que abordan la contaminación en alta mar, la naturaleza compacta de Clearbot Neo lo hace ideal para uso en puertos, canales y ríos.

Roza la superficie y recoge la basura flotante en una cinta transportadora a bordo instalada cerca de su proa entre sus cascos dobles y en un contenedor de almacenamiento cerca de su popa.

Clearbot Neo usa IA para reconocer y registrar los tipos de basura que recolecta y dónde se encontraban.

Puede traer tanto como una tonelada métrica de basura por día para reciclar o desechar. Y cuando está equipado con una barrera a medida, puede hacer frente a derrames localizados de petróleo y combustible al recolectar hasta 15 litros de contaminantes por día.

Pero esto es más que una simple máquina de limpieza. También recopila grandes cantidades de datos en la nube mediante un sistema de detección de dos cámaras.

Una cámara examina la superficie del agua para que el bot pueda identificar la basura y evitar la vida marina, los peligros de navegación y otras embarcaciones, lo que lo hace seguro y versátil para el trabajo en ríos y puertos.

Basura flotando en el agua con gráficos de computadora en la imagen.
Con AI, Clearbot puede identificar y registrar la basura que recolecta. Foto: Clearbot.

La segunda cámara fotografía cada pieza de basura que cae en la cinta transportadora y transmite su imagen y ubicación GPS al sistema de cumplimiento de datos de la empresa, que está alojado en la plataforma Azure de Microsoft.

Cuando estos datos se juntan con variables, como información sobre mareas y corrientes marinas, los ambientalistas y las autoridades marinas tienen una ventaja para identificar las fuentes de la basura. Los datos de calidad del agua también se introducen en la nube.

Los ingenieros informáticos Gupta y Utkarsh Goel fundaron su startup y comenzaron a trabajar en su solución Clearbot poco después de graduarse de la Universidad de Hong Kong en 2019.

Su inspiración llegó durante un viaje a la isla indonesia de Bali, donde fueron testigos de cómo los trabajadores locales se lanzaban al agua todos los días en pequeños botes e incluso en tablas de surf para pescar de manera manual la basura del mar para mantener la costa y las playas seguras y limpias para los turistas.

Eso hizo que los dos socios pensaran: ¿Cómo podría automatizarse este proceso lento y engorroso?

Gupta y Goel desarrollaron un prototipo básico de aluminio en Bali y, a su regreso a Hong Kong, lo actualizaron a una versión de fibra de vidrio. Siguió una serie de prototipos, y el elegante Clearbot Neo se convirtió en el más reciente modelo.

Dos hombres sentados juntos.
Los creadores de Clearbot, Sidhant Gupta (izquierda) y Utkarsh Goel (derecha). Foto: Clearbot.

La parte más desafiante del proyecto fue desarrollar un modelo de IA que pudiera detectar e identificar los desechos en el agua.

“No teníamos la potencia informática disponible para entrenar, ejecutar y probar los modelos”, dice Gupta. “Aquí es justo donde entra en juego Azure. Recibimos una subvención de AI for Earth de Microsoft en la primavera de 2020, y durante el año siguiente desarrollamos el modelo de IA en la plataforma Azure en su totalidad.

“Tomó un tiempo porque en un principio no teníamos suficientes datos para entrenarlo de manera razonable, pero muy pronto terminamos con la construcción de un modelo. Luego lo pusimos en el robot y comenzamos a entrenarlo para la planificación de rutas, la recolección de desechos y la generación de datos”.

Con la ayuda del GPS, Clearbot Neo puede limpiar la basura y generar un punto de datos para todos y cada uno de los elementos recolectados, información que incluye ubicación, tamaño, tipo, material y peso. Después de cada misión, las capacidades de inteligencia artificial de Azure ya clasificaron el botín de Clearbot Neo y lo agregaron a una base de datos en crecimiento.

Hemos empezado a descubrir cómo la basura termina en el agua en primer lugar.

“Utilizamos Azure Functions, Azure Container Registry y Container Instances para ayudarnos a implementar nuestros modelos de IA y ejecutar nuestros sistemas de back-end”, dice Gupta.

Los datos duros son en realidad más valiosos que el material físico que se recopila. Solo del 20% al 40% de los desechos plásticos marinos en las aguas de Hong Kong se pueden reciclar. La mayor parte está demasiado contaminada o descompuesta para ser utilizable.

Pero con Clearbot Neo y Azure, “hemos comenzado a descubrir cómo la basura termina en el agua en primer lugar”, dice Gupta. “Agrega mucha transparencia al proceso de limpieza marina. Generamos datos sobre lo que en verdad hay en el agua, cuál es la composición de las cosas que hay allí, cuánto es reciclable y en qué materiales deberíamos centrarnos”.

Artículos de basura en una cesta.
Papelera de Clearbot. Foto: John Curran.

Con una gran cantidad de información, Clearbot Neo y sus clientes objetivo (empresas, gobiernos, organizaciones no gubernamentales e individuos) no necesitan extrapolar sobre el alcance del problema en sus aguas. Pueden rastrear los orígenes de los desechos marinos y luego abordar la contaminación desde la fuente.

Recientemente, Sino Group, una empresa inmobiliaria de Hong Kong, adquirió un modelo y trabajará con el equipo de Clearbot para ayudar a mantener limpia una marina de yates y probar más la tecnología.

“Sino Group está comprometido con la promoción de una vida sustentable y una operación ecológica en las comunidades en las que opera y está interesado en explorar soluciones ecológicas y sustentables para la industria inmobiliaria”, dice Andrew Young, director asociado del departamento de innovación de la empresa.

“Encontramos que Clearbot, que funciona con energía eléctrica, es una solución viable para el puerto deportivo de Gold Coast Yacht and Country Club para automatizar la recolección de desechos de la superficie del agua con su función de IA y auto navegación. Es una solución verde sin ruido ni contaminación del aire. Por lo tanto, nos complace colaborar con Clearbot al proporcionar el puerto deportivo como banco de pruebas para la solución”.

Tres hombres en un muelle trabajan en un bote pequeño.
El equipo de Clearbot realiza los ajustes finales a su último modelo. Foto: John Curran.

Hasta ahora, Clearbot Neo ha operado solo en aguas de Hong Kong. Varios clientes potenciales en otros países se han puesto en contacto con Gupta y Goel, sin embargo, la expansión se ha visto obstaculizada de manera temporal por las restricciones de viaje por la pandemia.

Confiados en que tienen una solución global en sus manos, Gupta y Goel ven un futuro donde las flotas coordinadas de Clearbot Neos patrullan de manera constante las vías fluviales en cualquier lugar.

“Todo el desafío”, dice Gupta, “es que no hay suficientes recursos para abordar el problema de la contaminación, ¿por qué es así? Porque no hay valor económico allí. Por el momento puedes agregar eso, es una historia diferente.

“Así que de ahí es de donde venimos. Lo que en verdad me alegra es que podemos hacer este trabajo y hacerlo de manera rentable. Podemos tomar una visión amplia y crear algo que funcione de manera muy específica”.

Un bote en el agua
Clearbot en el agua en Hong Kong. Foto: John Curran.

Imagen principal: Clearbot Neo recoge una botella de plástico flotante. Foto: John Curran.