Unabhängig agierender Tauchroboter wird zum Leben erweckt
Deutsche Forscher entwickeln derzeit einen Roboter, der ohne jegliche menschliche Hilfe Routineaufgaben unter Wasser durchführen kann. Menschen stoßen im nassen Element auch mit Pressluftflasche und Lungenautomat nur allzu schnell an ihre Grenzen. Im Gegensatz dazu ermöglichen unbemannte Unterwasserfahrzeuge, die per Kabel mit einer Steuerzentrale verbunden sind, lange und tiefe Tauchfahrten mit ferngesteuerten Robotern. Allerdings sind auch die Einsatzmöglichkeiten dieser Technik durch die Länge des Kabels und das Fingerspitzengefühl des Navigators begrenzt. Bei den aktuellen Forschungsarbeiten geht es nun darum, all dies zu ändern. Das Team arbeitet an der Erschaffung einer neuen Generation von Tauchrobotern, die völlig unabhängig und frei von den Einschränkungen bereits existierender AUV (Autonomous Underwater Vehicle; Autonomes Unterwasserfahrzeug) sein werden. Letztere können selbstständig Daten sammeln oder Proben nehmen, bevor sie zum Ausgangspunkt zurückkehren. "Für Routineaufgaben wie die Inspektionen von Spundwänden, Staumauern oder Schiffsrümpfen ist die Technik derzeit aber noch zu teuer", erklärt Dr. Thomas Rauschenbach, Leiter des Anwendungszentrums Systemtechnik Ilmenau am Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung, Deutschland. Er geht jedoch davon aus, dass sich dies bald ändern kann, da Forscher unter seiner Leitung derzeit an einer Generation autonomer Unterwasserroboter arbeiten, die kleiner, robuster und preiswerter als die bisherigen Modelle sein werden. Die neuen Unterwasserfahrzeuge sollen sich überall zurechtfinden können - in klaren Bergstauseen genauso gut wie im trüben Hafenwasser. Sie sollen dem Team zufolge für Arbeiten am Grund der Tiefsee ebenso geeignet sein wie für die Inspektion von flachen Betonsockeln, auf denen Offshore-Windkraftanlagen montiert sind. Wissenschaftler mehrerer Fraunhofer-Institute entwerfen und realisieren die verschiedenen Teile des Roboters. Eine Gruppe von Ingenieuren widmet sich den "Augen" - hierbei basiert die optische Wahrnehmung nach Angaben der Forscher auf einer speziellen Belichtungs- und Analysetechnik, die eine Orientierung auch in trüben Gewässern ermöglicht. Das "Auge" ermittelt zunächst den Abstand zum Objekt, bevor dann die Kamera einen Laserimpuls aussendet, der vom Objekt - etwa einer Wand - reflektiert wird. Dann, Mikrosekunden, bevor der reflektierte Lichtblitz eintrifft, öffnet sich die Blende der Kamera und die Sensoren fangen die einfallenden Lichtimpulse auf. Ein anderes Expertenteam entwickelt das "Hirn" des Roboters. Wie die Forscher berichten, handelt es sich hier um ein Steuerprogramm, welches das Unterwasserfahrzeug auch bei starken Strömungen auf Kurs hält. Eine vierte Gruppe von Ingenieuren erfindet den Silikonverguss für den druckneutralen Aufbau elektronischer Schaltungen sowie die "Ohren" des neuen Roboters: Ultraschallsensoren dienen dem Roboter zur Untersuchung von Gegenständen. Die Forscher erklären, dass im Gegensatz zu der bisher eingesetzten Sonartechnik hochfrequente Schallwellen verwendet werden, die von Hindernissen reflektiert und vom Sensor registriert werden. Ein spezielles Energiemanagement, das Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik entwickelt haben, spart Strom und gewährleistet, dass im Notfall die Daten gesichert werden, bevor dem Roboter die Energie ausgeht und er auftauchen muss. Ein mit Augen, Ohren, Hirn, Motor und Batterien ausgerüsteter, zwei Meter langer, torpedoförmiger Prototyp soll seine Jungfernfahrt noch in diesem Jahr in einem Tauchbecken machen. Das Becken ist nur drei Meter tief, aber "das reicht, um die entscheidenden Funktionen zu testen", ist Dr. Rauschenbach überzeugt. Im Herbst 2011 soll der autonome Tauchroboter dann erstmals vom Forschungsschiff POSEIDON aus in See stechen: Mehrere Tauchgänge in bis zu 6.000 Meter Tiefe sind geplant.
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