Design & development of autonomous beach cleaning vehicle

Denizel atıkların alarm verici artışı, kıyı ekosistemlerini tehdit etmekte olup, etkili ve çevre dostu temizlik çözümlerinin gerekliliğini ortaya koymaktadır. Bu çalışma, sofistike robotik teknolojilerle tasarlanmış, çevresel krizle başa çıkmak için geliştirilen otonom bir plaj temizleme aracını tanıtmaktadır. Bağımsız olarak çalışmak üzere tasarlanan bu makine, gelişmiş sensörler, yapay zeka ve yenilenebilir enerji sistemlerini entegre ederek sürdürülebilir çevresel robotik için bir yol açmaktadır. Bu tasarımın merkezinde, üstün mekansal farkındalık ve engel aşma yeteneği sağlayan LiDAR teknolojisini içeren güçlü bir navigasyon sistemi bulunmaktadır. Görüntü algılama kapasitesi, çöpleri ve doğal plaj unsurlarını ayırt edebilen SSD MobileNet V2 adlı bir nesne tespit algoritmasıyla güçlendirilmiştir. Aracın enerji ihtiyacını karşılayan 500 Watt'lık güneş paneli, yenilenebilir enerji kullanımıyla sürdürülebilirliği vurgulamakta olup, fotovoltaik hücrelerin detaylı entegrasyonu ve enerji yönetim devreleri ile enerji kullanımını optimize ederek minimum çevresel etki ile uzun süreli çalışmayı desteklemektedir. Makinenin mekanik yapısı, kumlu zemine uygun özel bir palet sistemi ile sağlam bir çöp toplama mekanizması ve atık ayırma ünitesini birleştirerek kapsamlı ve etkili bir temizlik sağlamaktadır. Geniş kapsamlı saha testleri, aracın operasyonel kapsama alanını, uyum yeteneğini ve çeşitli plaj ortamlarındaki güvenilirliğini doğrulamaktadır. Buna ek olarak, aracın otonom işlevleri, Gazebo ortamında yapılan kapsamlı simülasyon testlerinden geçmekte olup, tam ölçekli navigasyon, yol planlama ve engel aşma süreçleri titizlikle değerlendirilmiştir. SLAM-toolbox ve Nav2 çerçevesi harita oluşturma ve görev yürütme için kullanılırken, A* algoritması ve Dynamic Window Approach (DWB) denetleyicisi yol planlaması ve hız ayarlamalarını yönlendirmektedir. IMU, tekerlek enkoderleri ve GPS sensörlerinden elde edilen veriler, durum tahminini iyileştirerek doğruluğu ve güvenilirliği artırmaktadır. Çevresel değerlendirmeler, makinenin koruma standartlarına uygunluğunu, plaj habitatlarını ve yerel yaban hayatını koruma konusundaki duyarlılığını doğrulamaktadır. Rapor, ölçeklenebilirliği, koruma stratejilerine etkilerini ve atık sınıflandırmada gelişmiş makine öğrenmesi algoritmalarının potansiyel iyileştirmeler olarak eklenmesini tartışarak sonuçlanmaktadır. Bu otonom plaj temizleme makinesi, teknoloji ve ekolojik koruma arasındaki sinerjiyi örnekleyerek sürdürülebilir kıyı yönetimi için ölçeklenebilir bir model sunmaktadır.