Stabilisierungssystem soll Offshore-Wartungsroboter strömungsfest machen
Wartungsroboter für Offshore-Anlagen sind Meeresströmungen ausgesetzt, die sie aus dem Tritt bringen können. Forscher arbeiten an einem Stabilisierungssystem.
(Bild: fokke baarssen/Shutterstock.com)
Ein Ingenieursteam der University of Edinburgh hat ein System entwickelt, das Roboter, die auf See autonom Offshore-Windparks und Gezeitenturbinen warten sollen, auch bei starkem Seegang stabil im Wasser halten kann. Das System, das Wellenbewegungen vorhersagen kann, arbeitet nahezu in Echtzeit.
Unter- und Überwasserroboter, die selbstständig Wartungsarbeiten von Offshore-Anlagen ausführen sollen, müssen während ihrer Arbeit mit einigen Widrigkeiten kämpfen. Der mitunter hohe Wellengang sowie Unterwasserströmungen können die Roboter immer wieder aus ihrer Position bringen, sodass sie diese autonom korrigieren müssen. Die Korrekturen müssen möglichst schnell erfolgen, um effektiv weiterarbeiten zu können. Das Ziel ist es, dass solche autonomen Roboter vor den Küsten stationiert sind und Routinearbeiten selbstständig erledigen – ohne Hilfe von Menschen, die bislang von Booten und Helikoptern aus diese häufig gefährlichen Aufgaben übernehmen.
Die Wissenschaftler haben nun einen Ansatz gefunden, der es Robotern möglich macht, auf unterschiedliche äußere Einflüsse zu reagieren, wie sie in der Studie "Nonlinear model predictive dynamic positioning of a remotely operated vehicle with wave disturbance preview" ausführen, die in The International Journal of Robotics Research veröffentlicht ist. Dazu haben die Forscher ein Modell entwickelt, das Messdaten von Wellenmessgeräten am Meeresboden dazu nutzt, um Wasserbewegungen, die auf einen Wartungsroboter einwirken, vorherzusagen und auszugleichen.
Vorausschauende Reaktion auf Strömungen
Dazu messen die Wissenschaftler zunächst die Richtung und Höhe der einlaufenden Wellen, um diese Informationen dann in Echtzeit an den Roboter weiterzugeben. Der berechnet anhand eines Modells mögliche Strömungen voraus, die auf den Roboter einwirken. Der Roboter kann diesen dann sofort entgegenwirken, noch bevor er ihnen ausgesetzt ist und sie selbst wahrnehmen könnte.
Mit dieser zu späten Wahrnehmung kämpfen bestehende Systeme. Sie können nur sehr langsam auf sich verändernde Strömungen im Meer reagieren, was sie unzuverlässig macht und gefährliche Konsequenzen für einen Wartungsroboter haben kann.
Die Ingenieure haben ihr Modell bereits in einer Simulation mit Wellendaten aus einem FloWave-Testtank erprobt. Die Daten wurden herangezogen, um in einer Simulation die Korrekturen von Wartungsrobotern unter realen Bedingungen durchzufĂĽhren.
Nun wollen die Forscher die Vorhersage von Wellenstörungen in das Steuersystem von Wartungsrobotern integrieren. Das sei prinzipiell bei jedem am Markt befindlichen Roboter mit gar keinen oder geringen Änderungen an der Hardware möglich.
(olb)