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Marine Litter Prevention with Autonomous Water Drones

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Mit Aqua-Drohnen Abfälle im Meer auf sichere Weise einsammeln, abtransportieren und entsorgen

Verschmutzen wir unseren Planeten auch in Zukunft weiter so schnell wie heute, werden die Auswirkungen auf das Ökosystem Meer, das Trinkwasser und letztlich den Lebensstandard der Menschen heftig ausfallen. WasteShark (Marine Litter Prevention with Autonomous Water Drones) stellt eine datengesteuerte Komplettlösung zum Einsammeln und Deponieren von Abfällen auf Basis fortgeschrittener Robotik vor.

Klimawandel und Umwelt

Schätzungen zufolge kosten die Abfälle im Meer die EU-Wirtschaft jährlich 690 Mio. EUR, wovon hauptsächlich der Tourismus und der Fischereisektor betroffen sind. Außerdem wird geschätzt, dass rund 80 % des Abfalls im Meer an Land anfällt. Eingedenk der Tatsache, dass Kunststoff, sobald er das Meer erreicht hat, zum größten Teil auf dem Meeresboden oder in Meereslebewesen landet, muss das Problem neben dem Ansatz direkt an seiner Quelle mit einer wirkungsvollen Einsammelmethode im Wasser gelöst werden. So hat RanMarine mit EU-Unterstützung seine Produktpalette an Lösungen für Abfälle im Meer um eine Neuerung erweitert. Mit dem SharkPod können Aqua-Drohnen, sogenannte WasteSharks, auf autonome und sichere Weise verstreute Abfälle, Treibgut oder Biomasse aus Häfen und Binnengewässern einsammeln und an Land abliefern. Die WasteSharks haben eine Tragfähigkeit von 200 Litern und einen Auftrieb von 400 kg. Selbstorganisierende Schwärme können gemeinsam arbeiten und unter Einsatz von Sensoren beim Abfallsammeln wichtige Umweltdaten erfassen. Robust und gefräßig „Unser Ausgangspunkt für den WasteShark war, dass es zwar bereits Lösungen zum Einsammeln von Abfällen im Wasser gibt, jedoch nur sehr wenige, die diese auch zurück an Land bringen können“, sagt Projektkoordinator Richard Hardiman. Sind die Zielbereiche identifiziert, werden die WasteShark-Aqua-Drohnen zum Einsammeln von Abfall eingesetzt, der in einem Korb unter Deck aufbewahrt wird. Ein Algorithmus an Bord erkennt, wenn die Drohne „voll“ ist, und löst ihre Rückkehr zum SharkPod-Fahrzeug aus, um dort geleert zu werden. Hier werden auch die Batterien der Drohnen wieder aufgeladen. Die Aqua-Drohnen können kollektiv als Schwarm arbeiten sowie Entscheidungen auf Grundlage von Interaktionen und weitergegebenem Wissen treffen. Wenn sich zum Beispiel eine Drohne schnell füllt, ist anzunehmen, dass es an dieser Stelle viel Abfall gibt, was den Einsatz zusätzlicher Drohnen auslöst. Diese Informationen werden zur zukünftigen Verknüpfung mit ähnlichen Wetter- oder Gezeitenbedingungen protokolliert. „Mehr Wissen über unsere Umwelt lässt bessere Entscheidungen zu. Wir hoffen, dass die Aqua-Drohnen, wenn sie mehr über ihre Umgebung lernen, effizienter werden, was das Einsammeln der Abfälle beschleunigt und letztlich bedeutet, dass das Wasser schneller sauber ist“, sagt Hardiman. Die Fähigkeit der Aqua-Drohnen zum Erfassen und Sammeln von Daten bedeutet außerdem, dass Messungen von Trübung, Sauerstoff-/Stickstoffgehalt oder Toxizitätsparametern durchgeführt werden können. Im Folgenden können Längsschnittdatensätze genutzt werden, um Vorhersagemodelle für Phänomene wie Algenblüten, Fischsterben oder für den Menschen gefährliche Toxizität aufzustellen. Die Aqua-Drohnen müssen robust sein, da sie für raue Umgebungen bestimmt sind. Und so wurde die Bauform nach dem Prinzip gestaltet, dass weniger bewegliche Teile mit weniger Reparaturen und Auswechselungen von Ersatzteilen gleichzusetzen sind. Technisch betrachtet sind die einzigen beweglichen Teile die beiden Thruster. Vorausschauende und proaktive Lösungen Gegenwärtig verkauft RanMarine die WasteSharks in zwei Formaten, Klasse A und Klasse B. Klasse A umfasst eine ferngesteuerte Einheit, die von einem Bediener an Land betrieben und ausschließlich zum Einsammeln und Entfernen von Biomasse eingesetzt wird. Klasse B ist eine daten- und sensorgestützte Einheit mit der Fähigkeit zur Missionsplanung, wobei die Aqua-Drohnen eine Route oder ein bestimmtes Gebiet zur Reinigung festlegen und bearbeiten können. RanMarine verzeichnet eine gewisse Nachfrage nach beiden Einheiten und liefert bereits in die ganze Welt. Derzeit arbeitet das Team an der weiteren Feinabstimmung seiner Produkte. „Wir bleiben leidenschaftlich daran interessiert, Technik bei der Verbesserung unserer Umwelt einzusetzen. Wir nähern uns einem Modell, das vorhersagt, wo sich Abfall im Wasser sammelt, und entwickeln immer wirkungsvollere Methoden zu seiner Entsorgung“, sagt Hardiman.

Schlüsselbegriffe

WasteShark, Aquadrone, SharkPod, Abfälle im Meer, Abfall, Verschmutzung, Umwelt, Plastik, Kunststoff, Big Data

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4 Dezember 2019