Original-URL des Artikels: https://www.golem.de/1011/79127.html    Veröffentlicht: 03.11.2010 18:26    Kurz-URL: https://glm.io/79127

Gemeinschaftsprojekt

Mehrere Fraunhofer-Institute entwickeln Unterwasserroboter

Fraunhofer-Forscher entwickeln einen Tauchroboter, der künftig Bauwerke unter Wasser kontrollieren oder in der Tiefsee Daten sammeln soll. An dem Projekt sind fünf Institute der Fraunhofer-Gesellschaft beteiligt.

Fünf Fraunhofer-Institute entwickeln derzeit zusammen ein autonomes Unterwasserfahrzeug (Autonomous Underwater Vehicle, AUV), das selbstständig und ohne ferngelenkt zu werden Aufgaben unter Wasser erledigen soll. Dazu zählt beispielsweise die Inspektion von Hafenanlagen, Staudämmen oder der Fundamente von Meereswindanlagen. Das Unterwasserfahrzeug wird aber auch tiefseetauglich sein und bis zu 6.000 Meter tief tauchen können.

Gemeinschaftsarbeit

Die Ausstattung des Tauchroboters wird von fünf verschiedenen Fraunhofer-Instituten beigesteuert. Das Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung (IOSB) sorgt für die optische Wahrnehmung und die Steuerung des AUV: Erstere wird in der Karlsruher Niederlassung entwickelt. Sie basiert auf einer speziellen Technik, die auch die Wahrnehmung in trübem Wasser ermöglicht. Dazu bestimmt das System zunächst den Abstand zu einem Objekt, etwa einer Hafenmole. Dann sendet die Kamera einen Laserimpuls aus, den die Mole reflektiert. Kurz bevor der reflektierte Lichtblitz die Kamera wieder erreicht, öffnet sich die Blende und die Sensoren fangen das einfallende Licht auf. Das am Standort Ilmenau entwickelte Steuerprogramm sorgt dafür, dass der Roboter auf Kurs bleibt und auch bei Strömung stets den gleichen Abstand zu der Mole, die er untersucht, einhält.

Am Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Forschung (IBMT) in St. Ingbert wurden Ultraschallsensoren konstruiert, mit denen das AUV die Inspektion von Gegenständen durchführt. Das AUV sendet Schallwellen, die von einem Hindernis reflektiert und dann von den Sensoren aufgefangen werden. Neu ist, dass die Forscher nicht auf die übliche Sonartechnik setzen, sondern auf hochfrequente Schallwellen. Außerdem sorgen die Saarländer für den Verguss der elektronischen Bauteile mit Silikon. Das soll die Komponenten vor Druck unter Wasser schützen.

Akku und Energiemanagement

Einen wichtigen Beitrag leistet das Fraunhofer-Institut für Siliziumtechnologie (ISIT): Das in Itzehoe ansässige Institut hat die Lithiumakkus entwickelt, die den Roboter mit Strom versorgen. Dazu gehört ein Energiemanagementsystem des Oberhausener Fraunhofer-Instituts für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik (UMSICHT). Das sorgt unter anderem dafür, dass alle Daten, die der Roboter gesammelt hat, gespeichert werden, bevor der Akku leer ist und das AUV auftauchen muss.

Roboter sind für viele Aufgaben unter Wasser besser geeignet als Menschen: So frieren sie nicht, ihnen geht die Luft nicht aus, und sie müssen beim Auftauchen auch keinen Druckausgleich machen. Sind sie autonom, können sie ihre Aufgaben unter Wasser auch besser erledigen, als wenn ein Mensch sie von einem Schiff aus fernsteuert. Zwar gebe es solche AUVs schon, sagt Thomas Rauschenbach vom Fraunhofer IOSB in Ilmenau. "Für Routineaufgaben wie die Inspektionen von Spundwänden, Staumauern oder Schiffsrümpfen ist die Technik derzeit aber noch zu teuer." Die AUVs, die von ihm und seinen Kollegen entwickelt werden, sollen kleiner und auch günstiger werden als heutige Systeme.

Einen zwei Meter langen Prototyp wollen die Ilmenauer noch in diesem Jahr in ihrem neuen Wasserbecken abtauchen lassen. Im Herbst 2011 soll der Tauchroboter dann erstmals vom Forschungsschiff Poseidon aus im Meer auf die Reise gehen. Zu dem Testprogramm sollen auch Tauchgänge bis in 6.000 Meter Tiefe gehören.  (wp)


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