Um drone que implanta a nova tag CETI do projeto bio-inspirado. | Foto de © Jaime Rojo
Pesquisadores da Iniciativa de Tradução da Cetáceo, também conhecidos como Projeto CETI, trabalharam desde 2020 para usar robótica e inteligência artificial para rastrear as baleias espermatozóides e coletar humanamente informações sobre eles. Eventualmente, a organização espera decodificar a vocalização das baleias de espermatozóides.
Anteriormente, O relatório do robô Cobriu como o Project Ceti desenvolve suas tags de xícara de sucção de inspiração biologicamente e como desenvolveu estruturas especiais de IA para determinar onde as baleias espermatozóides serão superadas. Seus esforços lhe renderam um prêmio de inovação de robótica RBR50 2025. A equipe deu uma olhada mais profunda nos drones que usa para colocar tags nas baleias.
Uma vez aplicado a uma baleia, as tags do Projeto Ceti coletam bioacústica, frequência cardíaca, profundidade de mergulho e orientação corporal. Sem robótica, os pesquisadores podem aplicar as tags abordando uma baleia de um barco e usando um poste de extensão longa para colocar a etiqueta. Este é um método logisticamente desafiador e mais assertivo que requer habilidade e precisão.
Agora, o Project Ceti usa drones de corrida em primeira pessoa (FPV). O equipe os modificou para que eles possam suportar a exposição à água do mar e os equipar com uma interface personalizada, permitindo que eles liberem a tag quando ela é aplicada nas costas da baleia.
“Esta classe de drone foi uma escolha natural, pois é baseada em uma plataforma de hardware/software de código aberto”, disse Robert J. Wood, líder de robótica do Project Ceti, disse O relatório do robô. “Há poder e carga útil adequados para carregar a etiqueta. A plataforma pretendia ser altamente manobrável – em oposição a drones mais estáveis para videografia, por exemplo – e eles são relativamente baratos.”
Wood também é professor de engenharia e ciências aplicadas na Universidade de Harvard e um explorador da National Geographic.
A marcação de baleia se resume ao tempo perfeito
As baleias de esperma podem mergulhar profundamente e permanecer debaixo d’água por cerca de 45 minutos, e podem estar na superfície por apenas oito a 10 minutos. O projeto CETI deve marcar baleias durante esta pequena janela de tempo. A equipe decidiu usar drones aéreos devido à sua velocidade.
“O tempo que as baleias estão na superfície é uma janela muito curta e, como os drones aquáticos seriam muito mais lentos que os drones aéreos, isso exigiria conhecimento avançado de onde e quando as baleias aparecerão”, disse Wood. “Essa previsão é uma área ativa de pesquisa – pelo meu colaborador da CETI, Stephanie Gil -, então isso pode se tornar uma abordagem viável no futuro”.
“Independentemente disso, os drones aéreos são baratos e fáceis de operar, então imagino que nossa abordagem atual com drones aéreos continuará no futuro próximo”, acrescentou. “Dito isto, também estamos interessados em desenvolver drones de superfície que abrigam matrizes de hidrofone para ouvir as baleias e alimentar esses dados em algoritmos de previsão para onde eles aparecerão”.
Os drones do Project Ceti são atualmente controlados remotamente por operadores qualificados. Durante o teste, o tempo de implantação foi, em média, cerca de 1 minuto e 15 segundos.
“Neste ponto, a maioria das falhas é simplesmente enevoada”, disse Wood. “É muito complicado cronometrar a abordagem em relação ao movimento da baleia e das ondas. Nosso piloto é excelente, mas essa manobra final é definitivamente uma das partes mais difíceis”.
Projeto CETI Atualiza os drones para as condições do oceano
A maioria dos drones prontos para uso não está preparada para lidar com as difíceis condições que projetam os rostos de Ceti no mar. Para tornar os drones menos suscetíveis a danos causados pela água, a equipe desenvolveu um método para proteger os componentes eletrônicos contra respingos ou imersão completa na água.
“As mudanças mais importantes envolveram impermeabilização, mas sem deteriorar o desempenho do veículo”, disse Wood. “Isso não é muito complicado para a maioria dos componentes estáticos – temos um processo pelo qual podemos usar um sistema de disposição de vapor químico para revestir todos os componentes elétricos hermeticamente com um filme plástico fino. E adicionamos flutuação em caso de pouso de água”.
“As partes mais complicadas são os motores, pois não podemos revestir as da mesma maneira que os componentes estáticos, por isso temos que usar graxa especial. A manutenção do campo é extremamente importante para manter nossa frota na ordem de corrida”, explicou ele.
Além da impermeabilização, a equipe instalou medidas de segurança para garantir que o drone não prejudique a baleia durante a marcação. O Project Ceti instalou guardas impressos em 3D personalizados em torno de cada extremidade do braço para proteger a baleia das hélices rotativas do drone.
O Projeto Ceti também teve que se preparar para os momentos em que um drone pode cair na água e afundar. Para neutralizar isso, a equipe tornou o drone mais flutuante para flutuar para a superfície, facilitando a recuperação.
Lições aprendidas com testes e próximas etapas para o Projeto CETI
Desde o uso dos drones, o Project Ceti obteve uma maior taxa de sucesso de implantação, mais de 55%. Esse método também é menos invasivo que os manuais, pois não exige que a equipe se aproxime das baleias em um barco.
“Nossas maiores lições foram duplas: primeiro, tudo é muito mais difícil no campo do que no laboratório”, disse Wood. “Isso provavelmente é óbvio, mas este é um dos aplicativos de robótica de campo mais desafiadores que eu posso imaginar, para que qualquer coisa que possa dar errado dê errado e, portanto, a preparação é tão importante quanto nossos projetos de robô e controlador”.
“Segundo, esses animais são imprevisíveis e, portanto, qualquer encontro com eles é precioso”, continuou ele. “Aprendemos a ter a maior apreciação por qualquer chance de interagir com eles … não apenas tendo a chance de estudá -los, mas fazê -lo de uma maneira respeitosa e gentil”.
Olhando para o futuro, Wood disse que o Project Ceti está interessado em automatizar completamente o processo de marcação.
“(Automatando o processo de marcação) é o nosso foco atual. Não usando rigorosamente os métodos de ML (aprendizado de máquina), pois queremos ser mais cuidadosos, e os métodos de controle baseados em ML inevitavelmente teriam muitas falhas que poderiam arriscar o drone ou até mesmo impactar a baleia de maneira menos gental”.
“Então, estamos abordando isso de uma abordagem de controles clássicos mais conservadores”, observou Wood. “Isso começa com um sistema de visão sendo desenvolvido por nossos colaboradores do MIT que identifica as baleias, seu tamanho, orientação etc. e cria um alvo para onde colocar a etiqueta com segurança. O restante do processo envolve um sistema de controle mais típico que manobra o drone para o local de destino antes de liberar a tag.”