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 computacional (VC), um subconjunto da IA, está causando um grande impacto nas operações portuárias. A visão computacional possibilita que os sistemas de computador vejam e compreendam informações visuais em tempo real. Ao analisar imagens e vídeos, modelos de visão computacional como o Ultralytics YOLO11 podem identificar padrões, detectar objetos e rastrear movimentos em tempo real. Os insights da análise de imagem permitem operações mais eficientes e precisas, o que tem muito 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 computacional, como o Ultralytics YOLO11 e o Ultralytics YOLOv8, podem rastrear trabalhadores e garantir a conformidade com os protocolos de segurança. Como é que isto funciona? Tanto o YOLO11 quanto o YOLOv8 suportam várias tarefas de visão computacional, como a deteção de objetos, que identifica e classifica objetos numa imagem ou vídeo, e o rastreamento de objetos, que monitoriza o movimento desses objetos ao longo do tempo.
Essas tarefas podem ser usadas em vários casos de uso de segurança do trabalhador. Um bom exemplo é usar a detecção de objetos para detectar equipamentos de proteção individual (EPI) em funcionários do porto, como capacetes e coletes.
Da mesma forma, sistemas portuários inteligentes que foram integrados com recursos de visão computacional, como rastreamento de objetos, também podem ser usados para monitorar a localização dos trabalhadores e rastrear seus movimentos em tempo real para detectar perigos e prevenir 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.
Técnicas de visão computacional como a deteção de objetos podem ser usadas pelas autoridades portuárias para detetar e rastrear objetos no mar para uma navegação segura. Por exemplo, o Gulf of Maine Research Institute em Portland usa sistemas de câmaras baseados em IA para navegação e segurança de navios. As câmaras usam visão computacional para detetar navios, barcos, boias, 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.
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.
Usando visão computacional, as operações portuárias podem ser monitoradas em vários pontos de acesso, e quaisquer entradas não autorizadas podem ser identificadas instantaneamente. A tecnologia de reconhecimento óptico de caracteres (OCR) e a tecnologia de reconhecimento automático de placas de veículos (ANPR) podem ler as placas dos veículos que entram e saem dos portos para detectar quaisquer veículos não autorizados. Para uma camada extra de segurança, os sistemas de reconhecimento facial também podem ser usados para verificar as identidades dos motoristas 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.
Monitorar manualmente tais derramamentos é particularmente desafiador em grandes áreas portuárias. Para resolver esse problema, câmeras avançadas de detecção de água equipadas com software de visão computacional podem fornecer uma solução eficaz. Ao analisar imagens de vídeo, esses sistemas podem detectar derramamentos de óleo em tempo real, permitindo respostas rápidas e esforços de limpeza.
De fato, o Porto de Antuérpia, o segundo maior porto da Europa, usa tecnologia de visão computacional para mitigar o impacto de derramamentos de óleo. Drones controlados remotamente monitoram as áreas aquáticas circundantes. Equipados com recursos de visão computacional, esses drones podem detectar derramamentos de óleo em áreas portuárias próximas. Isso permite que as autoridades portuárias identifiquem e abordem prontamente as áreas de derramamento concentrado, melhorando assim a qualidade da água ao longo das margens marítimas.
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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