Tauchroboter: Roboter sucht nach Sprengkörpern an Schiffen

MIT-Wissenschaftler haben eine Software entwickelt, die es einem Tauchroboter ermöglicht, schnell und effizient einen Schiffsrumpf nach Fremdkörpern abzusuchen. Ihr System könne bald mit einem menschlichen Taucher konkurrieren, glauben die Forscher.

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3D-Modell eines Schiffsrumpfs: Optimierte Route
3D-Modell eines Schiffsrumpfs: Optimierte Route (Bild: Franz Hover, Brendan Englot)

Schiffe auf unter Wasser angebrachte Sprengsätzen zu untersuchen, ist eine aufwendige, gefährliche, aber wichtige Aufgabe. Derzeit erledigen sie meist Taucher. Die US-Marine würde aber lieber Roboter einsetzen. Wissenschaftler vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben einen Algorithmus entwickelt, der es einem Roboter ermöglicht, Schiffsrümpfe abzusuchen.

10 Zentimeter große Fremdkörper

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Die von Franz Hover und Brendan Englot entwickelten Algorithmen verbessern die navigatorischen Fähigkeiten eines Roboters sowie jene, unter Wasser Gegenstände an einem Schiff zu erkennen. Dabei sucht der Roboter nicht nur den Rumpf selbst ab, sondern auch herausstehende Strukturen wie die Propeller oder das Ruder. Ziel ist, 10 Zentimeter große Fremdkörper zu erkennen.

Dazu nähert sich der Roboter zunächst dem Schiff bis auf 10 Meter und fährt den Rumpf in dieser Entfernung in einer Zinnen-förmigen Bahn entlang. Dabei tastet er den Rumpf mit einem Sonar ab und erstellt so eine Punktwolke. Deren Auflösung reicht aus, um einen groben Umriss des Schiffes mit Ruder und Propeller zu erkennen. Aber schon der Übergang zwischen den Strukturen lässt sich nicht genau ausmachen. Das sei aber wichtig, damit der Roboter, wenn er diese absuchen soll, nirgendwo anstößt.

Punktwolke wird zu Gitternetzmodell

Mit Hilfe eines Grafikalgorithmus wird die Punktwolke in ein Gitternetzmodell verwandelt. Dieses nutzt der Roboter dann zum Navigieren, wenn er in einem zweiten Durchgang das Schiff in einem geringeren Abstand umkreist. Ein besonderer Algorithmus optimiert dabei die Route, so dass der Roboter zwar jeden Punkt auf dem Gitter ansteuert, das Schiff aber nicht einfach in Streifen abfährt.

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Die Punkte auf dem Gitter haben zueinander einen Abstand von zehn Zentimetern. Diese Auflösung reiche aus, um einen Sprengkörper von der Größe eines iPods zu erkennen, erklärt Hover.

Test mit HAUV

Getestet haben Hover und Englot ihre Algorithmen mit Hilfe des Hovering Autonomous Underwater Vehicle (HAUV). Der Tauchroboter wurde am MIT entwickelt und wird nun von der Ausgründung Bluefin Robotics http://www.bluefinrobotics.com vermarktet.

Als Testobjekt dienten ein 183 Meter langes Versorgungsschiff der Marine und ein 82 Meter langer Kutter. Weitere Tests sollen in Kürze folgen. Ziel sei es, in Geschwindigkeit sowie in Genauigkeit mit einem Taucher konkurrieren zu können, sagt Englot. "Wir denken, dass wir nahe dran sind."

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