20 de dezembro de 2024
Explore exemplos de portos inteligentes que mostram como a visão computacional aumenta a segurança, agiliza o manuseamento de cargas, melhora a navegação e redefine a gestão portuária.
Com mais de 90% das mercadorias transportadas por via marítima, os portos são plataformas essenciais para o comércio global. Servem como ligações vitais entre a terra e o mar. Os portos lidam frequentemente com cargas valiosas, como matérias-primas, bens manufacturados e produtos de consumo, o que os torna fundamentais para a cadeia de abastecimento internacional.
Ao longo dos anos, as tecnologias de ponta alteraram a forma como operamos e gerimos os portos em todo o mundo. Estas inovações tornaram a gestão portuária mais rápida, mais segura e mais fiável. As inovações recentes nos portos envolvem frequentemente a inteligência artificial (IA).
Em particular, a visão por computador (CV), um subconjunto da IA, está a fazer grandes ondas nas operações portuárias. A IA de visão permite que os sistemas informáticos vejam e compreendam a informação visual em tempo real. Ao analisar imagens e vídeos, os modelos de visão por computador, como o Ultralytics YOLO11, podem identificar padrões, detetar objectos e seguir movimentos em tempo real. As informações provenientes da análise de imagens permitem operações mais eficientes e precisas, o que tem um enorme potencial na gestão portuária.
Por exemplo, o Porto de Roterdão, que é o maior porto marítimo da Europa, utiliza sistemas de visão computacional para otimizar os horários de manutenção. Os seus sistemas alimentados por IA utilizam a monitorização de vídeo em direto para vigiar os navios e o equipamento portuário, ajudando os trabalhadores portuários a prever quando é necessária manutenção. A monitorização regular mantém o equipamento a funcionar durante mais tempo e torna as operações portuárias mais suaves e rápidas.
Neste artigo, vamos explorar vários exemplos de portas inteligentes que tiram partido da tecnologia de visão por computador. Também discutiremos as vantagens e desvantagens da utilização desta inovação nos portos, ao mesmo tempo que consideramos as suas perspectivas futuras. Vamos começar!
Os portos recebem grandes quantidades de mercadorias diariamente e enfrentam desafios como manter as operações eficientes, garantir a segurança dos trabalhadores, reduzir os engarrafamentos e lidar com o mau tempo. Mesmo um atraso de uma hora pode ser dispendioso para as companhias de navegação.
Por exemplo, existem custos relacionados com a demora na descarga da carga (sobrestadia), a retenção de contentores durante demasiado tempo após a descarga (detenção), o armazenamento de mercadorias no porto durante mais tempo (taxas de armazenamento) e a chegada tardia dos navios (taxas de chegada tardia). Para evitar estas penalizações dispendiosas, as companhias de navegação procuram planear cuidadosamente os seus horários, tempos de viagem e actividades portuárias.
Para gerir as operações portuárias e enfrentar estes desafios, as empresas de transporte marítimo e as autoridades portuárias estão a recorrer cada vez mais a soluções automatizadas avançadas baseadas em IA. No que diz respeito à visão por computador, os modelos de visão podem ser treinados em vastos conjuntos de dados de imagens e clips de vídeo de operações portuárias.
Os modelos treinados podem ser utilizados para tarefas como a deteção e o seguimento de contentores de carga à medida que são carregados e descarregados. A visão computacional também pode ajudar a reforçar a segurança portuária, seguindo os funcionários portuários que movimentam contentores de carga pesados.
Agora que já percebemos porque é que a IA e as tecnologias de visão computacional são importantes e valiosas nos portos, vamos analisar mais de perto alguns exemplos de portos inteligentes que mostram como a visão computacional pode ser utilizada.
Os modelos de visão por computador, como o Ultralytics YOLO11 e o Ultralytics YOLOv8, podem seguir os trabalhadores e garantir o cumprimento dos protocolos de segurança. Como é que isto funciona? Tanto o YOLO11 como o YOLOv8 suportam várias tarefas de visão computacional, como a deteção de objectos, que identifica e classifica objectos numa imagem ou vídeo, e o seguimento de objectos, que monitoriza o movimento desses objectos ao longo do tempo.
Estas tarefas podem ser utilizadas em vários casos de utilização de segurança dos trabalhadores. Um bom exemplo é a utilização da deteção de objectos para detetar equipamento de proteção individual (EPI) nos trabalhadores portuários, como capacetes e coletes.
Do mesmo modo, os sistemas portuários inteligentes que foram integrados com capacidades de visão por computador, como o seguimento de objectos , também podem ser utilizados para monitorizar a localização dos trabalhadores e seguir os seus movimentos em tempo real para detetar perigos e evitar acidentes.
Ao analisar imagens de vídeo em direto, os modelos de visão podem identificar potenciais perigos, como a queda de objectos ou a entrada de trabalhadores em áreas de risco. O sistema pode até ser configurado para enviar alertas instantâneos se um trabalhador entrar acidentalmente numa área restrita ou se aproximar demasiado de maquinaria pesada.
As soluções de visão computacional podem desempenhar um papel significativo na melhoria da navegação marítima. Os sistemas marítimos integrados com visão computacional, transmissões do Sistema de Identificação Automática (AIS) (sinais do navio que contêm a sua identidade, localização, velocidade, etc.) e outros sensores avançados podem ser utilizados para obter informações sobre o paradeiro do navio. Com base nestas informações, o sistema de IA pode traçar uma rota ideal para o navio, com menos congestionamento e eficiência de combustível. Estas informações também permitem que a tripulação prepare o porto para operações como a carga e a descarga sem qualquer tempo de espera.
As técnicas de visão por computador, como a deteção de objectos, podem ser utilizadas pelas autoridades portuárias para detetar e seguir objectos no mar para uma navegação segura. Por exemplo, o Instituto de Investigação do Golfo do Maine, em Portland, utiliza sistemas de câmaras baseados em IA para a navegação e segurança de navios. As câmaras utilizam a visão por computador para detetar navios, barcos, bóias, pessoas e outros perigos marítimos, mesmo à noite ou em condições de nevoeiro. Ao detetar os obstáculos no mar, os operadores de navios podem evitar acidentes e navegar facilmente.
A movimentação de carga é uma das operações mais complexas nos portos devido ao envolvimento de maquinaria pesada e ao risco de queda de objectos. Estudos revelam que mais de 63% dos acidentes portuários ocorrem durante as manobras de carga e as operações de carga ou descarga. Estes acidentes podem ser evitados reduzindo a necessidade de os trabalhadores estarem perto de contentores ou de equipamento portuário pesado para tarefas como a leitura de etiquetas ou a inspeção de danos.
Os sistemas de visão podem ajudar a atingir este objetivo através do reconhecimento de etiquetas nos contentores, da leitura do seu tamanho, tipo, peso, selos e destinos, ou da deteção de quaisquer danos estruturais. Um caso de estudo interessante é o do Terminal de Contentores do Pireu (PCT), na Grécia. Este porto utiliza câmaras integradas na Vision AI para verificar se os selos dos contentores estão intactos. O sistema capta imagens da parte da frente de cada contentor durante a carga ou descarga. Em seguida, a deteção de objectos é utilizada nas imagens para localizar os selos nos contentores. Se um selo estiver em falta ou danificado, é acionado um alerta, notificando as autoridades portuárias para investigarem mais.
As tarefas de segurança e vigilância nos portos exigem uma atenção constante. A mão de obra necessária para monitorizar toda a paisagem e operações de um porto é enorme. Mesmo o porto mais pequeno do mundo, Depoe Bay no Oregon, cobre seis acres. O vasto espaço e os contentores empilhados a uma curta distância tornam praticamente impossível que os seres humanos o monitorizem manualmente 24 horas por dia.
Utilizando a visão por computador, as operações portuárias podem ser monitorizadas em vários pontos de acesso e quaisquer entradas não autorizadas podem ser detectadas instantaneamente. A tecnologia de reconhecimento ótico de caracteres (OCR) e de reconhecimento automático de placas de matrícula (ANPR) pode ler as placas de matrícula dos veículos que entram e saem dos portos para detetar quaisquer veículos não autorizados. Para uma camada extra de segurança, os sistemas de reconhecimento facial também podem ser utilizados para verificar as identidades dos condutores e passageiros dentro dos veículos.
Por exemplo, o Porto de Valência, em Espanha, está a utilizar um sistema de visão computacional que inclui drones autónomos, conetividade 5G e um auricular de realidade aumentada (RA) para monitorizar a segurança do porto. Os drones autónomos são utilizados para patrulhar o porto regularmente e a transmissão de vídeo é analisada utilizando sistemas baseados na visão através da rede 5G. Os modelos de visão por computador procuram quaisquer intrusões ou actividades suspeitas. Quando é detectado algo fora do normal, são gerados alertas. Utilizando os auscultadores AR, a equipa de segurança pode até dar uma vista de olhos à área alertada para compreender a gravidade do incidente.
Os derrames de hidrocarbonetos representam uma ameaça ambiental significativa, especialmente durante as operações portuárias de carga e descarga. Estudos indicam que cerca de 29% dos derrames de petróleo de média e pequena dimensão (7 - 700 toneladas) ocorrem durante estas actividades. Embora estes derrames possam não ser facilmente visíveis e parecer inofensivos, as suas consequências ambientais podem ser graves.
A monitorização manual destes derrames é particularmente difícil em grandes áreas portuárias. Para resolver este problema, as câmaras avançadas de deteção de água equipadas com software de visão por computador podem constituir uma solução eficaz. Ao analisar as imagens de vídeo, estes sistemas podem detetar derrames de petróleo em tempo real, permitindo respostas rápidas e esforços de limpeza.
De facto, o Porto de Antuérpia, o segundo maior porto da Europa, utiliza a tecnologia de visão por computador para atenuar o impacto dos derrames de petróleo. Os drones controlados à distância monitorizam as áreas aquáticas circundantes. Equipados com capacidades de visão por computador, estes drones podem detetar derrames de petróleo nas zonas portuárias próximas. Isto permite às autoridades portuárias identificar e tratar prontamente as áreas de derrame concentradas, melhorando assim a qualidade da água ao longo da costa.
A adoção da visão computacional na gestão portuária traz muitas vantagens e impulsiona várias soluções personalizadas para desafios únicos. Aqui está uma rápida olhada em alguns desses benefícios:
Embora as soluções CV ofereçam numerosas vantagens, a sua implementação nos portos tem alguns desafios a considerar. Eis algumas limitações a ter em conta:
De acordo com os relatórios, prevê-se que o mercado global de portos inteligentes cresça a uma impressionante taxa de crescimento anual composta (CAGR) de 24,16%, atingindo 6,1 mil milhões de dólares até 2033. Este crescimento destaca a utilização crescente de tecnologias avançadas como a IA, a visão por computador e a Internet das Coisas (IoT) nas operações portuárias modernas. À medida que os portos se tornam mais eficientes e mais inteligentes, a visão computacional provavelmente desempenhará um papel crítico na automação de tarefas, melhorando a segurança e aumentando a eficiência operacional.
Quando combinada com tecnologias como IoT, blockchain e big data, espera-se que a visão computacional permita soluções avançadas e complexas baseadas em IA, como rastreamento de carga em tempo real e manutenção preditiva de equipamentos portuários. Estas inovações irão simplificar as operações portuárias e promover a sustentabilidade, optimizando a utilização de energia e reduzindo as emissões de carbono.
Ao integrar a visão computacional à gestão portuária, podemos aumentar a segurança, a eficiência e a proteção. Desde a monitorização das actividades dos trabalhadores até à automatização de tarefas complexas como o manuseamento de carga e a navegação de navios, as aplicações de visão computacional podem oferecer uma vasta gama de aplicações e abordar desafios críticos na gestão portuária.
A tendência para a automatização e para os processos orientados para a IA revela o potencial das soluções Vision AI. Ao adotar estas tecnologias avançadas, os portos podem posicionar-se como líderes na indústria marítima global, contribuindo para o crescimento económico e a sustentabilidade ambiental.
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