SeaClear: Autonomes Unterwasserrobotersystem bekämpft Müllproblem in Häfen
Die TUM sagt dem Müll in Häfen den Kampf an. Ein System aus unbemanntem Boot, Unterwasserrobotern und Drohne spürt autonom Müll im Wasser auf und beseitigt ihn.
(Bild: Andreas Schmitz/TUM)
Ein Forschungsteam der Technischen Universität München (TUM) hat im Rahmen des EU-Projektes "Seaclear" ein autonomes Unterwasserrobotersystem entwickelt, das spezialisierte Roboter, eine Drohne und ein Serviceboot miteinander kombiniert, um unter und über Wasser Müll aufzuspüren und mittels Roboter einzusammeln. Das System soll vornehmlich in Hafengebieten eingesetzt werden, in denen der Verschmutzungsgrad besonders hoch ist.
Viele Häfen sind voll von Müll: Fischernetze, Fahrräder, E-Scooter und Altreifen sind nur einige wenige Beispiele für den Müll, der achtlos in Hafenbecken beseitigt wird. Allein im Hafengebiet der kroatischen Stadt Dubrovnik seien insgesamt über 1000 Teile an Abfall auf 100 m² lokalisiert worden, erläutern die TUM-Wissenschaftler in einer Mitteilung. Grund genug für die Forscher, ein System zur autonomen Müllbeseitigung unter Wasser zu entwickeln.
Spezialisten für einzelne Aufgaben
Das System der TUM sieht dabei vor, dass jeweils auf einzelne Aufgaben spezialisierte autonome Roboter, Drohnen und Boote im Verbund zusammenarbeiten. Die TUM nutzt dazu das unbemannte Serviceboot SeaCat mit Beiboot, eine Drohne sowie einen Unterwasserroboter zum Aufspüren des Mülls und einen Tauchroboter mit Greifer. Das Serviceboot dient dabei als Zentrale, von der aus die Roboter operieren. Es dient etwa zur Energieversorgung der beiden Roboter über ein Kabel und stellt außerdem eine Datenverbindung zu ihnen her. Außerdem kann das Boot mit Ultraschallwellen eine erste grobe Kartierung des Hafenbeckenuntergrunds vornehmen.
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Ein genauer Scan des Hafenbodens erfolgt dann mit einem kleinen, etwa 50 cm langen Unterwasserroboter, der detaillierte Daten zu potenziellem Müll im Hafenbecken per Kamerabild und Sonar liefert. Die Daten werden von einer Künstlichen Intelligenz (KI) ausgewertet, die mögliche Müllobjekte markiert und zugleich dreidimensional aufbereitet, um dem Tauchroboter mit Greifer exakte Anweisungen geben zu können, wie das Objekt am besten gegriffen werden kann.
Der Tauchroboter taucht dann mit seinen acht Miniturbinen zur entsprechenden Position, um das Objekt mit seinem vierfingrigen Greifer aufzunehmen. Mit einer Kraft von bis zu 4000 Nm kann der Greifer zupacken und Objekte mit einem Gewicht von bis zu 250 kg aufnehmen. Um die Objekte nicht einfach nur zu zerdrücken, sondern gezielt aufnehmen zu können, ist der Greifer mit Sensoren ausgestattet, die ein feinfühliges Zugreifen ermöglichen. Mit einer Seilwinde werden der Roboter und der Müll dann an Bord gezogen.
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Die Drohne soll Müll auf der Wasseroberfläche aufspüren, sodass er von dem Roboter aufgenommen werden kann. Das gesamte System soll vollständig autonom arbeiten können. Tests im Hafen des südfranzösischen Marseille verliefen erfolgreich. Das System soll sich bereits bei Einsätzen ab einer Tauchtiefe von 16 m rechnen, heißt es von den Wissenschaftlern.
(olb)
