Allrounder unter Wasser

AUV: Mini-Uboote zum Lernen und Forschen – Beitrag mit Video

Sie heißen „Plexi“ oder „Kugelfisch“, leben im Schwarm und können miteinander kommunizieren: Kieler Studierende und Wissenschaftler_innen entwickeln gemeinsam sogenannte Autonome Unterwasservehikel (AUV). Doch ohne ehrenamtlichen Koordinator würde wohl nicht einmal die Kommunikation innerhalb des Teams funktionieren.

Möglichkeiten für die Verständigung an Land gibt es viele – aber wie sieht es unter Wasser aus? Spannende Antworten auf diese Frage haben Peter Adam Höher, Professor am Institut für Elektrotechnik und Informationstechnik der CAU und Sven Leitsch, Student des Wirtschaftsingenieurwesens, gefunden. Zusammen mit 25 Studierenden und fünf wissenschaftlichen Mitarbeiter_innen haben sie einen Schwarm autonomer Unterwasservehikel (AUV) entworfen und gebaut.

 

AUV

Projektkoordinator Sven Leitsch (links) präsentiert zusammen mit Professor Peter Adam Höher die autonomen Unterwasservehikel „Plexi“ und „Kugelfisch“. Foto: Raissa Nickel

 

In zwölf Teilprojekten untersuchten und realisierten Teilnehmer_innen studienbegleitend im Bachelor- und Masterprogramm bereits im Jahr 2013 multiple Lösungsvorschläge für die AUV. Nachfolgenden Studierenden aus so unterschiedlichen Fachbereichen wie Elektro- und Informationstechnik, Wirtschaftsingenierwesen oder Informatik dient der Mini-Uboot-Schwarm jetzt zum Lernen oder als Forschungsinstrument für ihre Abschlussarbeiten.

Ab ins Wasser – dieses Video zeigt die erste AUV-Testfahrt im Freibad Katzheide:

 

„15 Jahre lang hab ich nur Theorie gemacht – das reicht“, findet Professor Höher, „jetzt sehe ich die Begeisterung und die Eigeninitiative bei den Studenten, wenn sie mal was Praktisches machen dürfen!“ Die autonomen Unterwasservehikel bieten tatsächlich eine eine Fülle an Möglichkeiten: „Bei dem Projekt geht es ja nicht ums fertige Produkt, sondern darum, den Studis Einblicke in alle Bereiche und in alle Möglichkeiten zu gewähren“, fasst Höher die Arbeit in dem TU-Projekt zusammen, „nicht zuletzt können die AUV auch als Forschungsplattformen für Mitarbeiter und für Abschlussarbeiten dienen.“

Wie Organisation und Kommunikation in diesem Großprojekt reibungslos funktionieren, erfahren Sie im Blog-Beitrag Motivation ist der Schlüssel zum Erfolg.

Der Aufbau der Mini-Uboote ist übersichtlich. Während sich im hinteren Teil ein Motor, bewegliche Finnen und eine von Studierenden selbstständig programmierte Antriebseinrichtung mit Rechnereinheiten befinden, steht der vordere Teil für modular austauschbare Sensoren und Elektronik zur Verfügung. „Im Wasser zu kommunizieren und über weite Distanzen Inhalte zu senden, ist sehr schwierig. Die Dämpfung von Signalen ist das Hauptproblem und die Physik der Unterwasserkommunikation schreibt uns Grenzen vor“, erläutert Professor Höher die besonderen Herausforderungen des Projekts. „Hier liegt ein Vorteil der Schwarm-Idee: Durch die Existenz mehrerer Vehikel können wir diese Problematik ganz neu aufrollen und neue Ansätze in der Nahbereichs- wie auch Distanzkommunikation, wie es bereits durch den Test einer Magnetfeldkommunikation geschah, verfolgen“, führt Sven Leitsch weiter aus.

AUV Schaubild

Mehrere AUV bilden zusammen einen navigierbaren Schwarm. Per Smartphone oder Tablet wird über WLAN eine Verbindung zur Boje aufgenommen, die als Vermittlungseinrichtung zum Schwarm fungiert. Je nach Sensorik sollen die Vorteile eines AUV-Schwarms dann zum Beispiel zum Erstellen einer 3D-Grafik einer Unterwasserpipeline genutzt werden. Dabei können aus verschiedenen Winkeln Fotos zu einem virtuellen Raum zusammengefügt werden, die mittels Fernübertragung von einem Begleitschiff ausgewertet werden.

„Die Einsatzmöglichkeiten sind fast unbegrenzt“, so Professor Höher. Abstandsmesser wie im Automobilbau, Warnsysteme vor Wassereinbruch oder Umweltbeobachtung durch Unterwasserproben sind denkbar und machen die AUV zu echten Alleskönnern unter Wasser.

„Man freut sich, wenn man etwas selbst ausprobieren kann, das man ins Wasser wirft – und es funktioniert“, erklärt indes Projektkoordinator Sven Leitsch seine Begeisterung für das Projekt. Professor Höher betont zudem den Nutzen, den die Studierenden aus dem Projekt ziehen: „Die Beteiligung fördert Soft Skills, wie problemorientiertes und praxisrelevantes Arbeiten, Team-Organisation und Projektmanagement, die nicht in Form einer Frontallehre zu vermitteln sind. Es ist wichtig für Ingenieure, früh mit der Praxisausbildung in Kontakt zu kommen. Das ist es, was die Industrie braucht und wir bieten.“

 

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