Uma colaboração envolvendo as empresas Epiroc, Boliden e Algoryx e a Universidade de Örebro tem como foco desenvolver inovações em sistemas autônomos para aplicações de perfuração de face em mineração subterrânea.

Em desenvolvimento até 2025, o foco do projeto é simular ambientes de mineração por meio de gêmeos digitais, que por sua vez serão aplicados ao aprendizado de máquina para soluções baseadas em Inteligência Artificial.

Como usuário final, a Boliden contribui com conhecimento de operações e ambiente, locais de teste e demonstração, bem como avaliação das soluções.

A Algoryx trabalha na criação do software, simulação e expertise, além de ferramentas específicas para desenvolvimento e implementação.

A Universidade de Örebro, na Suécia, contribui com o desenvolvimento de algoritmos de visão e aprendizado de máquina.

Já a Epiroc lidera e coordena o projeto, contribuindo com máquinas, mão de obra e expertise.

O projeto não só almeja criar uma mina virtual altamente realista, mas também desenvolver sistemas de controle autônomos para equipamentos de mineração.

"Esta parceria contribuirá para a próxima geração de máquinas com capacidades aprimoradas de autonomia", diz Åsa Gabrielsson, VP de pesquisa & desenvolvimento da divisão subterrânea da Epiroc.

Ao minimizar a presença humana nas operações de mineração, o projeto também visa melhorar a segurança e a eficiência no setor.

"Nós fornecemos locais de teste, insights de operadores e recursos de engenharia, além de conhecimento das operações de mineração e do ambiente”, comenta Michael Andersson, engenheiro sênior de tecnologia de mineração da Boliden.

“Nossos operadores desempenham um papel crucial ao compartilhar seu conhecimento para integrá-lo às perfuratrizes autônomas", acrescenta.

A mina simulada está sendo criada com a ajuda de ferramentas do mecanismo de jogos Unity. O gêmeo digital da perfuratriz subterrânea é produzido a partir dos arquivos CAD do projeto de engenharia, com resultados de alta precisão baseados em dados reais.

Para fazer com que todos os fatores físicos, como pesos e forças, se conformem à realidade, é utilizada a ferramenta AGX Dynamics da Algoryx.

Túneis inteiros de mineração estão sendo escaneados a laser em seu ambiente real e reconstruídos nas ferramentas de simulação.

Uma vez que as máquinas de mineração virtuais equipadas com sensores e IA tenham sido desenvolvidas a ponto de resolver tarefas com segurança e confiabilidade no ambiente digital simulado, o próximo passo é transferir os sistemas para uma máquina de mineração da Epiroc e fazê-la executar as mesmas tarefas em uma mina real.

Uma das prioridades é equipar um jumbo de perfuração Boomer com scanner a laser e sistema de Inteligência Artificial (IA) para analisar a face da rocha antes de ajustar e aplicar o plano de perfuração.

Para “ensinar” o sistema a identificar problemas potenciais e decidir que alterações devem ser feitas no plano de perfuração, o projeto constrói um ambiente simulado para executar os milhares de cenários necessários para o processo de tentativa e erro do aprendizado de máquina.

Após o treinamento em simulação, o sistema passa para uma mina física real para os testes finais.

"O sucesso da detonação depende muito da qualidade da perfuração. Estamos tentando descobrir se um sistema autônomo pode obter resultados comparáveis ou melhores do que os de operadores experientes", diz Oskar Lundberg, gerente global de inovação na divisão subterrânea da Epiroc.

Outro desafio diz respeito às trocas das ferramentas de perfuração. A nova solução autônoma com IA tornará essas trocas mais rápidas e seguras, assim como tem o potencial de aumentar a vida útil das ferramentas.

“Isso permitirá reduzir bastante a necessidade de testes físicos e simular cenários difíceis de serem reproduzidos na vida real", finaliza Lundberg.