Verbundprojekt entwickelt kleine autonome Systeme

07.09.2020

Neuer Ansatz, um unzugängliche Orte zu erforschen

Schwer zugängliche Gebiete - ob in der Tiefsee oder im All - sind der Einsatzort für das autonome System, das entwickelt werden soll. Grafik: Christoph Waldmann — Schwer zugängliche Gebiete - ob im All oder in der Tiefsee - sind der Einsatzort für das autonome System, das entwickelt werden soll. Grafik: Christoph Waldmann

Um für Schiffe unzugängliche Orte – zum Beispiel eisbedeckte Seen – zu erforschen, benötigen Meeresforscherinnen und -forscher neue technische Ansätze, für die Methoden der künstlichen Intelligenz genutzt werden. Das Ziel ist, vollkommen autonom arbeitende Systeme zu entwickeln, die eigenständig Proben nehmen können. In einem vom DLR Raumfahrtmanagement (Bonn) geförderten Verbundprojekt, geleitet von Dr. Christoph Waldmann vom MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften der Universität Bremen, entwickeln Ingenieure und Wissenschaftler gemeinsam ein autonomes Beprobungssystem, um verunreinigungsfreie Proben aus mit Eis bedeckten Seen und Meeren zu gewinnen.

Eine ganzheitliche Vorgehensweise, der Systemansatz, steht beim Projekt TRIPLE (Technologies for Rapid Ice Penetration and subglacial Lake Exploration) im Vordergrund. Das Beprobungssystem besteht aus drei Komponenten: Durchschmelzsonde, ein miniaturisiertes, autonomes Unterwasserfahrzeug und ein Probenanalyselabor. Die Durchschmelzsonde befördert das Unterwasserfahrzeug unter eine Eisschicht, beide werden zusammen mit dem auf Eis stehenden Probenanalyselabor als Einheit verstanden.

Einmal ausgesetzt, kann das autonome Fahrzeug die Umgebung gezielt erkunden und Proben nehmen. Am Ende der wissenschaftlichen Mission wird das nanoAUV (Autonomous Underwater Vehicle) mit Hilfe der Durchschmelzsonde wieder an die Eisoberfläche zurückgebracht, um an den bisher von Menschen unberührten Orten Verunreinigungen zu vermeiden. Zu unberührten Orten zählen mit Eis bedeckte Gewässer auf der Erde, aber auch im All. Die neue Technologie wird mit Blick auf Einsätze auf mit Wasser bedeckten Planeten und Monden, den sogenannten Eismonden, und auch Planeten wie Mars entwickelt, aber es gibt natürlich auch Parallelen zur Erforschung der Polarmeere. Ein Feldversuch ist für das Projektende in der Antarktis anvisiert. „Ziel ist es, ein einsatzfähiges Gesamtsystem zu entwickeln, das Proben einer wissenschaftlichen Analyse auf Material organischen Ursprungs zuführt“, fasst Christoph Waldmann zusammen.

Beteiligt am Projekt sind neben der Universität Bremen und dem MARUM auch Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vom Alfred-Wegener-Institut in Bremerhaven, dem DLR in Bremen, dem DFKI, der Technischen Universität Braunschweig und von der RWTH Aachen sowie von der Bremer Raumfahrtfirma DSI und die Firma GSI GmbH aus Aachen. Die Laufzeit beträgt fünf Jahre.

Im Projekt werden Ergebnisse aus Vorgängerprojekten aus dem Raumfahrt- und Tiefseebereich eingebunden, dazu gehört auch das ROBEX Projekt, welches von der Helmholtzgemeinschaft gefördert wurde und an dem auch das MARUM bereits maßgeblich beteiligt war. Bereits hier standen Einsätze von Unterwasserfahrzeugenunter Extrembedingungen im Vordergrund.

Kontakt:

Dr. Christoph Waldmann
Meerestechnik
Telefon: 0421 – 218 65606
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