20 de dezembro de 2024
Explore exemplos de portos inteligentes que mostram como a visão computacional melhora a segurança, otimiza o manuseamento de carga, aprimora a navegação e redefine a gestão portuária.
Com mais de 90% das mercadorias transportadas por via marítima, os portos são centros essenciais para o comércio global. Eles servem como conectores vitais entre a terra e o mar. Os portos geralmente lidam com remessas de carga valiosas, como matérias-primas, produtos manufaturados e produtos de consumo, tornando-os essenciais para a cadeia de suprimentos internacional.
Ao longo dos anos, tecnologias de ponta mudaram a forma como operamos e gerenciamos os portos em todo o mundo. Essas inovações tornaram o gerenciamento portuário mais rápido, seguro e confiável. As inovações recentes nos portos geralmente envolvem 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, detect objectos e track 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 Rotterdam, que é o maior porto marítimo da Europa, usa sistemas de visão computacional para otimizar os cronogramas de manutenção. Seus sistemas alimentados por IA usam monitoramento de vídeo ao vivo para ficar de olho em navios e equipamentos portuários, ajudando os trabalhadores do porto a prever quando a manutenção é necessária. O monitoramento regular mantém os equipamentos funcionando por mais tempo e torna as operações portuárias mais suaves e rápidas.
Neste artigo, exploraremos vários exemplos de portos inteligentes que aproveitam a tecnologia de visão computacional. Também discutiremos as vantagens e desvantagens do uso dessa inovação em portos, considerando suas perspectivas futuras. Vamos começar!
Os portos recebem enormes quantidades de mercadorias diariamente e enfrentam desafios como manter as operações eficientes, garantir a segurança dos trabalhadores, reduzir os congestionamentos e lidar com o mau tempo. Mesmo um atraso de uma hora pode ser caro para as empresas de transporte.
Por exemplo, existem custos relacionados a demoras no descarregamento de cargas (estadia), retenção de contêineres por muito tempo após o descarregamento (detenção), armazenamento de mercadorias no porto por tempo extra (taxas de armazenagem) e chegada tardia de seus navios (taxas de chegada tardia). Para evitar essas penalidades dispendiosas, as empresas de transporte marítimo procuram planear cuidadosamente os seus horários, tempos de viagem e atividades portuárias.
Para gerenciar as operações portuárias e, ao mesmo tempo, enfrentar esses desafios, as empresas de transporte marítimo e as autoridades portuárias estão recorrendo cada vez mais a soluções automatizadas avançadas orientadas por IA. No que diz respeito à visão computacional, os modelos de visão podem ser treinados em vastos conjuntos de dados de imagens e videoclipes de operações portuárias.
Os modelos treinados podem ser usados para tarefas como detectar e rastrear contêineres de carga enquanto são carregados e descarregados. A visão computacional também pode ajudar a reforçar a segurança portuária, rastreando os funcionários do porto que movem contêineres de carga pesada.
Agora que entendemos por que as tecnologias de IA e visão computacional são importantes e valiosas nos portos, vamos dar uma olhada mais de perto em alguns exemplos de portos inteligentes que mostram como a visão computacional pode ser usada.
Modelos de visão por computador, como Ultralytics YOLO11 e Ultralytics YOLOv8podem track os trabalhadores e garantir o cumprimento dos protocolos de segurança. Como é que isto funciona? Tanto YOLO11 como YOLOv8 suportam várias tarefas de visão por computador, 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 detect 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 track seus movimentos em tempo real para detect perigos e evitar acidentes.
Ao analisar imagens de vídeo em direto, os modelos de visão podem identificar perigos potenciais, como objetos a cair ou trabalhadores a entrar em áreas propensas a perigos. O sistema pode até ser configurado para enviar alertas instantâneos se um trabalhador entrar acidentalmente numa área restrita ou se aproximar demasiado de máquinas pesadas.
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 contendo sua identidade, localização, velocidade, etc.) e outros sensores avançados podem ser usados para obter insights sobre o paradeiro do navio. Com base nesses insights, o sistema de IA pode mapear uma rota ideal para o navio com menos congestionamento e eficiência de combustível. Esses insights também permitem que a tripulação prepare o porto para operações como carga e descarga sem tempo de espera.
As técnicas de visão por computador, como a deteção de objectos, podem ser utilizadas pelas autoridades portuárias para detect e track 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 detect navios, barcos, bóias, pessoas e outros perigos marinhos, mesmo à noite ou em condições de nevoeiro. Ao detetar os obstáculos no mar, os operadores de navios podem evitar acidentes e navegar facilmente.
O manuseio de carga é uma das operações mais complexas nos portos devido ao envolvimento de máquinas pesadas e ao risco de queda de objetos. Estudos mostram que mais de 63% dos acidentes portuários acontecem durante as manobras de carga e operações de carga ou descarga. Esses acidentes podem ser evitados, reduzindo a necessidade de os trabalhadores estarem perto de contêineres ou equipamentos portuários pesados para tarefas como leitura de etiquetas ou inspeção de danos.
Os sistemas de visão podem ajudar a alcançar isso, reconhecendo etiquetas em contêineres, escaneando seu tamanho, tipo, peso, selos e destinos, ou detectando qualquer dano estrutural. Um estudo de caso interessante disso é o Terminal de Contêineres de Pireu (PCT) na Grécia. Este porto usa câmeras integradas com Vision AI para verificar se os selos nos contêineres estão intactos. O sistema captura imagens da frente de cada contêiner durante o carregamento ou descarregamento. Em seguida, a detecção de objetos é usada nas imagens para localizar os selos nos contêineres. Se um selo estiver faltando ou danificado, um alerta é acionado, notificando as autoridades portuárias para investigar mais a fundo.
As tarefas de segurança e vigilância nos portos exigem atenção constante. A mão de obra necessária para monitorar toda a paisagem e as operações de um porto é enorme. Mesmo o menor porto do mundo, Depoe Bay, no Oregon, cobre seis acres. O vasto espaço e os contêineres empilhados de perto tornam praticamente impossível para os humanos monitorá-lo manualmente o tempo todo.
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 detect 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 na Espanha está usando um sistema de visão computacional que compreende drones autônomos, conectividade 5G e um headset de realidade aumentada (AR) para monitorar a segurança do porto. Drones autônomos são usados para patrulhar o porto regularmente, e o feed de vídeo é analisado usando sistemas baseados em visão através da rede 5G. Os modelos de visão computacional procuram por intrusões ou atividades suspeitas. Quando algo fora do comum é detectado, alertas são gerados. Usando o headset de AR, a equipe de segurança pode até dar uma olhada na área alertada para entender a gravidade do incidente.
Os derramamentos de óleo representam uma ameaça ambiental significativa, especialmente durante as operações portuárias de carregamento e descarregamento. Estudos indicam que aproximadamente 29% dos derramamentos de óleo de média e pequena escala (7 - 700 toneladas) ocorrem durante essas atividades. Embora esses derramamentos possam não ser facilmente visíveis e parecer inofensivos, 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 detect 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 detect 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 visão rápida de alguns desses benefícios:
Embora as soluções de CV ofereçam inúmeras vantagens, sua implementação em portos tem certos desafios a serem considerados. Aqui estão algumas limitações a serem lembradas:
De acordo com relatórios, o mercado global de portos inteligentes deve crescer a uma impressionante taxa de crescimento anual composta (CAGR) de 24,16%, atingindo US$ 6,1 bilhões até 2033. Esse crescimento destaca o uso crescente de tecnologias avançadas como IA, visão computacional e a Internet das Coisas (IoT) nas operações portuárias modernas. À medida que os portos se tornam mais eficientes e inteligentes, a visão computacional provavelmente desempenhará um papel fundamental 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 possibilite soluções avançadas e complexas baseadas em IA, como rastreamento de carga em tempo real e manutenção preditiva de equipamentos portuários. Essas inovações otimizarão as operações portuárias e promoverão a sustentabilidade, otimizando o uso de energia e reduzindo as emissões de carbono.
Ao integrar a visão computacional na gestão portuária, podemos aumentar a segurança, a eficiência e a proteção. Desde o monitoramento das atividades dos trabalhadores até a automação de tarefas complexas, como o manuseio de cargas e a navegação de embarcações, os aplicativos de visão computacional podem oferecer uma ampla gama de aplicações e enfrentar desafios críticos na gestão portuária.
A tendência em direção à automação e aos processos orientados por IA lança luz sobre o potencial das soluções de Visão de IA. Ao adotar essas tecnologias avançadas, os portos podem se posicionar como líderes na indústria marítima global, contribuindo para o crescimento econômico e a sustentabilidade ambiental.
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