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Tecnologia laser fundada em Inteligência Artificial identifica minerais em tempo real

(C) FEUP, INES TEC

Um grupo de investigadores do porto desenvolveu uma tecnologia laser, baseada em inteligência artificial, que permite, em tempo real, identificar minerais e quantificá-los. o sistema desenvolvido, e protegido por um pedido de patente europeia, tem capacidade de autoaprendizagem, isto é, mediante novos dados a tecnologia vai aprendendo qual o novo comportamento a adquirir.

Para desenvolverem esta tecnologia, os investigadores do Instituto de Engenharia de Sistemas e Computadores, Tecnologia e Ciência (INESC TEC) utilizaram uma técnica chamada LIBS (laser-induced breakdown spectroscopy ou espectroscopia de plasma induzido por laser).
Foi criado um protótipo no contexto de um projeto europeu de exploração de minas abandonadas, que poderá ter várias aplicações em diversos setores de atividade, desde ambiente, agricultura, saúde, herança cultural, entre outros.

Esta técnica permite pulverizar a amostra de minerais colocada no laser, gerando um plasma que, quando arrefece, emite as riscas de energia específicas de cada elemento. É a partir desses dados que o sistema de inteligência artificial percebe qual o elemento a identificar e qual a respetiva quantidade.

“Um só elemento pode ter centenas de riscas de energia e uma matéria prima pode ter milhares. Perceber as riscas de energia de cada elemento é, no fundo, ter acesso a uma espécie de impressão digital do elemento”, explica Pedro Jorge, investigador do Centro de Fotónica Aplicada (CAP) do INESC TEC e um dos inventores desta tecnologia que já tem um pedido de patente europeia submetido.

A tecnologia desenvolvida pelos investigadores do INESC TEC é mais rápida do que os processos existentes atualmente, que obrigam a que as amostras sejam enviadas para um laboratório. Outra das vantagens está relacionada com os erros que os dispositivos portáteis apresentam e que o SMART LIBS (nome dado à tecnologia) não tem, uma vez que, sendo um método de inteligência artificial transparente, explica ao utilizador humano que informação está a usar para identificar e quantificar o composto químico em análise.

Um dos testes de validação deste sistema laser decorreu numa mina em Inglaterra quando alguns robôs autónomos para exploração de minas desenvolvidos pelo INESC TEC trouxeram à superfície minerais que os geólogos não conseguiam identificar. “O sistema analisou com sucesso várias amostras, em tempo real, identificando os materiais e quantificando os seus elementos”, explica o investigador.

Para além da aplicação a diferentes setores de atividade, esta solução vai permitir no contexto específico da mineração aproveitar materiais, poupar recursos e diminuir o impacto ambiental. Este grupo de investigadores viu recentemente aprovados dois projetos, financiados pela Fundação para a Ciência e Tecnologia, que lhes vai permitir estudar a tecnologia em contextos como a mineração de lítio, contaminação de solos e agricultura de precisão.

O objetivo passa agora por transferir esta tecnologia para a indústria, integrando este software de inteligência artificial transparente, em dispositivos mais pequenos e portáteis.

“Já existem empresas com este tipo de sistemas semi-portáteis. O problema é que não têm capacidade de algoritmia para identificar e quantificar, em tempo real, determinados elementos. Nós conseguimos de forma imediata, através do nosso protótipo, identificar corretamente o teor de lítio, entre outros elementos”, conclui Rui Martins, também investigador do INESC TEC e coinventor da patente submetida, que conta com mais três coinventores – Eduardo Silva, José Miguel Almeida e Alfredo Martins, também eles investigadores do INESC TEC e docentes no Instituto Superior de Engenharia do Porto (ISEP). Atualmente a equipa de desenvolvimento conta também com a participação de Diana Guimarães e Miguel Ferreira, ambos do CAP.

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