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Artigo

INESC TEC desenvolve tecnologia laser para identificação de materiais

Os investigadores do Centro de Fotónica Aplicada (CAP) do INESC TEC desenvolveram uma tecnologia laser, baseada em inteligência artificial, que permite, em tempo real, identificar minerais e quantificá-los.

14 agosto 2019

O sistema desenvolvido, e protegido por um pedido de patente europeia, tem capacidade de autoaprendizagem, ou seja, mediante novos dados a tecnologia vai aprendendo qual o novo comportamento a adquirir.

Como nasceu esta tecnologia?

Para desenvolverem esta tecnologia, os investigadores do CAP utilizaram uma técnica chamada LIBS (laser-induced breakdown spectroscopy, na versão anglo saxónica, ou espectroscopia de plasma induzido por laser, na versão portuguesa). Foi criado um protótipo no contexto do projeto europeu de exploração de minas abandonadas iVAMOS!, que contou com a participação dos investigadores do Centro de Robótica e Sistemas Autónomos (CRAS) do INESC TEC no desenvolvimento de soluções robóticas autónomas.

Foi no âmbito do projeto iVAMOS! que decorreu um dos testes de validação deste sistema laser. “Estávamos a fazer testes numa mina Inglaterra quando alguns dos robôs desenvolvidos pelo INESC TEC trouxeram à superfície minerais que os geólogos não conseguiam identificar. O sistema laser que desenvolvemos analisou com sucesso várias amostras, em tempo real, identificando os materiais e quantificando os elementos”, explica Pedro Jorge, investigador do CAP.

Como funciona a tecnologia?

A técnica desenvolvida 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, que é também um dos inventores desta tecnologia que já tem um pedido de patente europeia submetido.

Quais as vantagens do SMART LIBS em relação ao que já existe?

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 não tem, uma vez que, usando um método de inteligência artificial transparente, explica ao utilizador humano que informação está a usar para identificar e quantificar o composto químico em análise. 

Quais as aplicações da tecnologia desenvolvida?

A tecnologia poderá ser usada em aplicações em diversos setores de atividade, desde ambiente, agricultura, saúde, herança cultural, entre outros.

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 e com erros aceitáveis, 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 CAP e coinventor da patente submetida.

A equipa responsável pelo desenvolvimento desta tecnologia é composta por: Pedro Jorge, Rui Martins, Diana Guimarães e Miguel Ferreira, do CAP. São também coinventores Eduardo Silva, José Miguel Almeida e Alfredo Manuel Martins, do CRAS.

 

Os investigadores do INESC TEC mencionados na notícia têm vínculo ao INESC TEC e ao P.Porto-ISEP.