Robotik Autonome Roboter sollen Schiffskörper warten

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Die Weltmeere sind voll von 56.000 Schiffen mit mehr als 500 Tonnen Gewicht. Die Wartung ist mit einem hohen Personal-, Zeit- und Kostenaufwand verbunden. Das soll sich mit einem neuen Projekt und autonomen Robotern bald ändern.

Die Reinigung eines Schiffsrumpfs nimmt derzeit etwa acht Tage in Anspruch. Die Kosten belaufen sich meist auf etwa 100.000 bis 200.000 Euro. Ein erheblicher Aufwand, den es zu verringern gilt. Das Projekt „BugWright2 Autonomous Robotic Inspection and Maintenance on Ship Hulls and Storage Tanks“ beschäftigt sich mit der Entwicklung autonomer Lösungen zur Wartung von Schiffen. Das Projekt wurde nun durch EU-HORIZON2020-Gelder finanziert.

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Kosten- und Zeitersparnis durch Roboterteams

„Es gibt zwar ferngesteuerte Anlagen, die den Menschen bei der Wartung der Schiffe unterstützen, aber bisher ist es noch nicht gelungen, autonome Roboter hierfür zum Einsatz zu bringen. Die Robustheit und Verlässlichkeit solcher Systeme konnte noch nicht hinreichend nachgewiesen werden, um Reedereien und Endnutzer vom Potenzial zu überzeugen“, erläutert Stephan Weiss, Leiter der Gruppe Control of Networked Systems (CNS) an der Universität Klagenfurt. Er wirkt gemeinsam mit seinem Team an mehreren Arbeitspaketen des EU-Projekts mit.

Zukünftig soll die Inspektion und Reinigung der Schiffe parallel zu deren Anlegezeit im Hafen ablaufen. Roboterteams warten die Schiffe also während diese mit neuer Fracht beladen werden, so die Zukunftsvision des internationalen Konsortiums. Unter Partner Leitung des französischen Centre National de la Recherche Scientifique sind insgesamt 21 Partner (darunter die Universität Klagenfurt und die Lakeside Labs) an der Forschung beteiligt. Die autonome Wartung durch Roboter soll so zu deutlichen Zeit- und Kostenersparnissen führen. Darüber hinaus sind auch positive Umwelteffekte zu erwarten. So kann der Treibstoff-Verbrauch bei sauberen Schiffen um fünf bis zehn Prozent, teilweise sogar bis zu 30 Prozent weniger betragen als bei verschmutzten Schiffen.

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Drohnen und Unterwasserfahrzeuge zur Schiffswartung

Für die autonome Wartung sind zwei Arten von Robotern vorgesehen. Zum einen werden kleine Drohnen, sogenannte Micro Aerial Vehicles (MAV), eingesetzt. Zum anderen erledigen kleine autonome Unterwasserfahrzeuge (Autonomous Underwater Vehicles, AUV) die Wartungsaufgaben an den verschiedenen Schiffsoberflächen. Sie bilden zusammen mit magnetischen Raupenfahrzeugen die autonomen Teams. Dabei wird die Struktur der Oberfläche akustisch und visuell inspiziert, um Korrosionsflecken zu identifizieren und die Oberfläche wie erforderlich zu reinigen. „Wir wollen dabei erreichen, dass der oft gefährliche Einsatz von Personen für Inspektionsarbeiten minimiert werden kann und diese Arbeitskräfte in sicherer Distanz den Prozess verfolgen und gegebenenfalls live anpassen können“, erläutert Stephan Weiss. Sein Team ist spezialisiert auf die Regelung, Navigation und Lokalisierung der einzelnen Roboter-Komponenten. Bisher lag der Fokus hier auf kleinen, von GPS unabhängigen Helikoptern, die ohne Kameranavigation fliegen. „Eine der größten Herausforderungen ist für uns die geringe Textur und glatte Oberfläche des Schiffskörpers, die eine präzise Navigation erschwert“, so Weiss.

Das BugWright2-Projekt wurde aus Mitteln des Forschungs- und Innovationsprogramms „Horizon 2020“ der Europäischen Union im Rahmen der Finanzhilfevereinbarung Nr. 871260 finanziert.

* Dr. Romy Müller arbeitet im Bereich UNI Services der Alpen-Adria-Universität Klagenfurt.

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