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Ein Roboterboot auf dem Wasser. Foto: TU Bergakademie Freiberg

KI-basiertes Gewässermonitoring mit intelligenten Roboterbooten

Im Januar gestarteten Projekt „RoboBoatAssist“ entwickeln Freiberger Forschende auf künstlicher Intelligenz basierte Steuerungstechniken für robotische Boote, die eine sichere, kollisionsfreie Navigation auch in schwierigen Umgebungen mit unkartierten Hindernissen über und unter Wasser ermöglichen.

Bislang erfolgt die Steuerung robotischer Boote mittels manueller Fernsteuerung oder im Autopilot-Modus, wo vorgeplante Routen vom Boot abgefahren werden. „Beide Methoden erfordern Sichtkontakt vom Operator zum Boot und sind auch nur für Freiwasserbereiche geeignet, wo von hinreichender Wassertiefe ausgegangen werden kann. Dies schließt in vielen Fällen den Einsatz in den ökologisch besonders interessanten Uferzonen aus, die oft nicht einsehbar sind und wo zum Beispiel von umgestürzten Bäumen oder Untiefen vorab nicht vorhersehbare Kollisionsgefahren ausgehen“, erklärt Informatik-Professor Bernhard Jung von der TU Bergakademie Freiberg.

Intelligente Assistenzsysteme für die robotisch-unterstütze Befahrung von Binnengewässern

Die Forschungsarbeiten im RoboBoatAssist-Projekt zielen auf die Entwicklung intelligenter, semi-autonomer Steuerungsmethoden, die im Zusammenspiel von Operator und Künstlicher Intelligenz (KI) eine sichere Befahrung von Roboter-Booten auch in schwierigen Befahrungssituationen, wie zum Beispiel im Uferbereich ermöglichen.

Dafür statten die Forschenden einen Schwimmroboter mit umfangreicher Sensorik wie Kameras, LiDAR (Light Detection and Ranging) und Sonar zur 3D-Umgebungserfassung über und unter Wasser aus. Damit kann das Roboter-Boot dem Operator Einblicke in die Verhältnisse vor Ort verschaffen und ihn bei der Entscheidungsfindung zu Navigationszielen oder Routen unterstützen und in kritischen Situationen, wie dem Umschiffen eines unerwarteten Hindernisses, eingreifen. So ist beispielsweise eine sensorgestützte, interaktive Routenplanung möglich, die neben vorab vorhandenem Kartenmaterial auch das aktuell erfasste Umgebungsmodell sowie die Eingaben des Operators berücksichtigt.

Gemeinsam mit dem Schwesterprojekt RoBiMo (Robotergestütztes Binnengewässer Monitoring) werden künftig regelmäßig Messkampagnen auf sächsischen Binnengewässern durchgeführt, die zur Erprobung und Weiterentwicklung der entwickelten Assistenzfunktionalitäten dienen. Mehr erfahren...

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Erdölförderung im Emsland

Erdölförderung im Emsland (Foto: Wintershall Holding GmbH)