Autonome Überwachung von Tiefseegebieten

Die Universität Rostock ist an der Entwicklung einer intelligenten Schwarmtechnologie im Rahmen des SMIS Projekts beteiligt.

Das Oberflächenfahrzeug beim Test im Bodensee. Bild: Universität Rostock

Das Oberflächenfahrzeug beim Test im Bodensee. Bild: Universität Rostock

Im Rahmen des SMIS – Subsea Monitoring via Intelligent Swarms-Projekts entwickeln Partner aus Wirtschaft und Wissenschaft ein innovatives System zur autonomen Erkundung der maritimen Umwelt in der Tiefsee. Dabei sollen Über- und Unterwasserfahrzeuge so konstruiert werden, dass sie sich als intelligentes Team unabhängig vom Menschen koordiniert bewegen und so großflächige Areale in Tiefen von bis zu 6.000 Metern überwachen und vermessen können. Einmal fertiggestellt soll das „SMIS-System“ beispielsweise in der marinen Rohstoffgewinnung, Hydrographie, Kabel- und Pipeline-Trassierung oder bei der Überwachung von Fundamenten der Offshore-Windanlagen eingesetzt werden können.

Das „Schwarm-Team“ besteht aus zwei Unterwasserfahrzeugen, einer Unterwasser- Bodenstation und einem Oberflächenfahrzeug. Diese sogenannte „SMIS-Flotte“ wird von einem Forschungsschiff oder einer Leitzentrale betrieben und arbeitet komplett eigenständig. Soll beispielsweise ein großes Gebiet am Meeresboden kartiert werden, kann sich das Unterwasserfahrzeug, das für das Sammeln der Informationen zuständig ist, an der Bodenstation aufladen und bis zu einer Woche unter Wasser bleiben. Das Oberflächenfahrzeug übernimmt dabei die Kommunikationsfunktion zwischen den einzelnen Komponenten. Rostocker Wissenschaftler um Professor Torsten Jeinsch vom Lehrstuhl Regelungstechnik waren an der Konzeption der Fahrzeugregelung und -steuerung beteiligt sowie für die Entwicklung der Automatisierung des Überwasserfahrzeugs zuständig. Damit die Flotte möglichst lange eigenständig arbeiten kann, statteten sie das Oberflächenfahrzeug mit einem hybriden Energiesystem bestehend aus Brennstoffzelle und Batterie aus. Zudem waren die Rostocker Diplomingenieure Detlef Dewitz, Erik Rentzow und Martin Kurowski bei den Versuchen zur akustischen Netzwerkkommunikation, zur gegenseitigen Lokalisierung zwischen den Fahrzeugen und zur Einmessung der am Seeboden verankerten Unterwasser-Bodenstation in Güttingen auf der Schweizer Seite des Bodensees dabei. Während die Experimente zwar erfolgreich und die Ergebnisse vielversprechend waren, muss nun noch der rechtliche Rahmen für den Einsatz autonomer Systeme abgeklärt werden. Die Entwicklungsarbeit wurde zuvor bereits durch Expeditionen mit den deutschen Forschungsschiffen FS Elisabeth Mann Borgese sowie FS Alkor in der Ostsee, und im Atlantik mit dem FS Poseidon gestützt. So konnten einzelne Komponenten und Fahrzeuge bei Ozeanbedingungen und „auf Tiefe“ erprobt werden.

Das Projekt wurde 2012 ins Leben gerufen und wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert. Neben der Uni Rostock sind das Leibniz-Institut für Ostseeforschung, die Hamburger IMPaC Offshore Engineering GmbH, die Enitech GmbH aus Bentwisch, das Karlsruher Institut für Technologie sowie die Technische Universität Berlin beteiligt.

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