La UdG col·labora en un estudi pioner de robòtica per descobrir el fons marí
Diari de Girona. El treball demostra com un robot submarí és capaç de localitzar i fer un seguiment acurat d’objectes i animals marins que es troben sota l’aigua.
La Universitat de Girona (UdG) ha col·laborat amb l’equip de l’Institut de Ciències del Mar (ICM-CSIC) de Barcelona en un estudi que ha demostrat, per primera vegada, que l’aprenentatge per reforç profund permet als vehicles autònoms i robots submarins localitzar i fer un seguiment acurat d’objectes i animals marins que es troben sota l’aigua. L’aprenentatge per reforç és una xarxa neuronal que aprèn quina és la millor acció que cal realitzar en cada moment d’acord amb una sèrie de recompenses.
Aprenentatge per reforçament
En concret, aquest nou treball revela que l’aprenentatge per reforçament –molt utilitzat en l’àmbit del control i robòtica, com també en el desenvolupament d’eines relacionades amb el processament del llenguatge natural com el ChatGPT– permet que els robots submarins aprenguin quines accions han de realitzar en cada moment per a assolir un objectiu específic. Aquestes polítiques d’acció igualen, o fins i tot milloren en determinades circumstàncies, els mètodes tradicionals, basats en un desenvolupament analític.
«Aquesta mena d’aprenentatge ens permet entrenar una xarxa neuronal per tal d’optimitzar una tasca específica, la qual cosa seria molt difícil d’aconseguir d’una altra manera. Per exemple, hem pogut demostrar que és possible optimitzar la trajectòria d’un vehicle per a localitzar i fer un seguiment dels objectes que es mouen a sota l’aigua», explica l’autor principal de l’estudi, Ivan Masmitjà.
Això «permetrà poder aprofundir en l’estudi de fenòmens ecològics com és la migració o moviment a petita i gran escala de multitud d’espècies marines utilitzant robots autònoms. A part, aquests avenços faran possible la supervisió d’altres instruments oceanogràfics en temps real mitjançant una xarxa de robots, on uns poden estar en superfície monitorant i transmetent per satèl·lit les accions que fan altres plataformes robòtiques en el fons del mar», comenta l’investigador de l’ICM-CSIC implicat en l’estudi, Joan Navarro.
Les xarxes neuronals van ser entrenades, en part, utilitzant el clúster d’ordinadors del Centre Nacional de Supercomputació de Barcelona, on es troba el superordinador més potent de l’Estat espanyol i un dels més potents d’Europa. «Això va permetre ajustar els paràmetres de diferents algoritmes de forma molt més ràpida que no pas utilitzant ordinadors convencionals» indica el professor del departament de Ciències de la Computació de la UPC i coautor de l’estudi, Mario Martin.
Un cop entrenats, els algoritmes es van provar en diferents vehicles autònoms, entre ells l’AUV l’Sparus II desenvolupat per VICOROB, en una sèrie de missions experimentals desenvolupades al port de Sant Feliu de Guíxols i a la badia de Monterey (Califòrnia), en col·laboració amb la investigadora principal del Bioinspiration Lab del MBARI, Kakani Katija.
«El nostre entorn de simulació incorpora l’arquitectura de control de vehicles reals, la qual cosa ens va permetre implementar els algoritmes de forma eficaç abans d’anar al mar», comenta l’investigador de VICOROB, Narcís Palomeras.
De cara a futures investigacions l’equip estudiarà la possibilitat d’aplicar els mateixos algoritmes per resoldre missions més complicades. Per exemple, l’ús de múltiples vehicles per localitzar objectes, detectar fronts i termoclines, o l’aflorament d’algues de manera cooperativa a través de tècniques d’aprenentatge per reforç multiplataforma.
Estudi becat
Aquesta investigació s’ha dut a terme gràcies a la beca Europea Marie Curie Individual Fellowship que va guanyar l’investigador Ivan Masmitjà el 2020 i el projecte BITER, finançat pel Ministeri de Ciència i Innovació del Govern d’Espanya, que es troba actualment en execució.
Els detalls d’aquesta recerca es recullen en un article científic publicat a Science Robòtics, la principal revista científica en l’àmbit de la robòtica. Un estudi que a més de la implicació de la UdG i l’ICM-CSIC ha comptat amb la participació d’El Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI) de Califòrnia i la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC).
◼ La Fal·lera Gironina tornarà a fer la representació de La mosca d’en Quim que ja va fer l’any passat. Es tracta del seu primer espectacle propi i original amb tots els elements propis del llenguatge teatral.
Com l’any passat, la representació tindrà lloc en el Teatre Municipal, i es farà el dissabte 16 de setembre a les dotze del migdia i a les sis de la tarda, i el diumenge 17 a les sis de la tarda.
La mosca d’en Quim és una obra destinada al públic familiar que explica el procés de creació dels capgrossos elaborats per Joaquim Pla Dalmau l’any 1962. Una tempesta va inundar els carrers de Girona i els capgrossos es van perdre. Llavors, l’Ajuntament va encarregar a Pla Dalmau fer aquests personatges.