Bau des ersten Roboters zum Einsammeln von Meeresbodenabfällen

Ein Schritt hin zu saubereren Meeren: Im Rahmen eines EU-finanzierten Projekts wurde ein autonomes Unterwasser-Abfallsammelsystem in den trüben Küstengewässern des Hamburger Hafens getestet.

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In unseren Ozeanen befinden sich derzeit bis zu 66 Millionen Tonnen Abfall, der überwiegende Teil davon auf dem Meeresboden. Abgesehen von einigen potenziell gefährlichen menschlichen Taucheinsätzen konzentrieren sich die meisten Bemühungen zur Verringerung der Abfälle auf dem Meeresboden jedoch auf solche, die an der Oberfläche schwimmen. Forschende des EU-finanzierten Projekts SeaClear entwickeln nun eine KI-basierte Lösung für die Reinigung des Meeresbodens, bei der keine Menschenleben gefährdet werden.

Die Lösung soll die Suche, die Identifizierung und das Einsammeln von Meeresabfall mit Hilfe von autonomen zusammenarbeitenden Robotern automatisieren. Das System besteht aus einem Boot, einer Flugdrohne, zwei Unterwasserrobotern und einem Sammelkorb. Nach Angaben von SeaClear werden ihre Roboter die ersten sein, die den Meeresboden von Müll befreien.

Wie funktioniert das Ganze?

Das unbemannte Boot scannt den Meeresboden mit einer Art Sonar – dem Fächerecholot – und markiert alle großen Fremdkörper, die es ausfindig macht. Das vom SeaClear-Projektpartner Subsea Tech in Frankreich entwickelte Boot dient als Mutterschiff des Systems: Alle anderen Roboter kommunizieren mit ihm, werden von ihm aus eingesetzt, kehren zu ihm zurück und werden über Kabel von ihm mit Strom versorgt.

Bei ausreichend klarem Wasser sucht eine Drohne nach großen Müllfeldern, die aus der Luft erkennbar sind. Unter Wasser sucht ein kleiner Beobachtungsroboter mit einer Kamera und einem Sonargerät den Meeresboden nach kleineren Abfallteilen ab. Ein zweiter, größerer Unterwasserroboter sammelt dann die Abfälle mit einem speziell angefertigten Greifer ein, der mit einer Saugvorrichtung ausgestattet ist, um teilweise vergrabene Abfallstücke aufzusammeln. Kleine gitterartige Öffnungen in den Schaufeln des Greifers sorgen dafür, dass kleine Meereslebewesen, die sich versehentlich darin verfangen könnten, nicht zu Schaden kommen. Schließlich wird jedes eingesammelte Abfallstück vom Roboter in einem Korb, der vom Boot aus eingesetzt wird, abgelegt. Der Korb ist so konstruiert, dass schwimmender Müll nicht zurück ins Wasser gelangen kann.

Tests über Tests

Im Mai 2022 testete SeaClear seinen Prototyp im Hamburger Hafen. Nach der ersten Runde in Dubrovnik, Kroatien, im September 2021, stellte dies die zweite Testrunde dar. In Dubrovnik – wo die Sicht unter Wasser relativ gut war – machte das Team Fortschritte beim Zusammenfügen verschiedener Komponenten zu einem System. In Hamburg boten sich jedoch völlig andere Testbedingungen und Herausforderungen als in Dubrovnik. Die viel schlechtere Unterwassersicht (oft weniger als ein paar Zentimeter) und der starke Verkehr von Handelsschiffen machten den Einsatz von Sichtkameras zur Erkennung des Mülls unmöglich. Die Forschenden waren daher nur auf Sonarsensoren angewiesen. „Wir bauen das Ganze jetzt selbst auf der Grundlage von Sonardaten auf, weil es dafür bisher einfach keine eigene Datenbank gab“, wird Dr. Stefan Sosnowski vom SeaClear-Projektpartner Technische Universität München in einer Pressemitteilung auf „California18“ zitiert.

Da bei dem Hamburger Versuch die Integration von Prototypbauteilen getestet wurde, lief das System noch nicht völlig autonom. Insgesamt zeigte sich das Forschungsteam jedoch recht zufrieden mit dem Testlauf, der nur ein Zwischentest für SeaClear (SEarch, identificAtion and Collection of marine Litter with Autonomous Robots) ist. Das Projekt läuft im Dezember 2023 aus.

Weitere Informationen:
SeaClear-Projektwebsite

Schlüsselbegriffe

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