Autonome Roboter sollen Schiffskörper und Lagertanks inspizieren und warten

Ungefähr 56.000 mehr als 500 Tonnen schwere Schiffe sind auf den Weltmeeren unterwegs. Ihre Wartung erfolgt derzeit noch unter hohem Personaleinsatz: So dauert die Reinigung eines Schiffsrumpfs derzeit rund 8 Tage und verursacht Kosten von 100.000 bis 200.000 Euro. Das durch EU-HORIZON2020-Gelder finanzierte Projekt „BugWright2 Autonomous Robotic Inspection and Maintenance on Ship Hulls and Storage Tanks“ arbeitet nun an autonomen technischen Lösungen.

„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.

Roboterteams sollen zukünftig Schiffe inspizieren und den Schiffsrumpf reinigen, während es im Hafen angelegt ist und mit neuer Fracht beladen wird, so die Zukunftsvision des internationalen Konsortiums, das unter der Leitung des französischen Centre National de la Recherche Scientifique mit insgesamt 21 Partnern (darunter die Universität Klagenfurt und die Lakeside Labs) an der neuen Technologie forscht. Dabei erhofft man sich nicht nur eine deutliche Zeit- und Kostenersparnis, sondern auch relevante Umwelteffekte: Sauberere Schiffe verbrauchen in der Regel 5 bis 10 Prozent weniger Treibstoff, in extremen Fällen kann dieser Wert bis zu 30 Prozent betragen.

Die Technologie sieht den Einsatz unterschiedlicher Roboter vor: Sowohl kleine Drohnen, so genannte Micro Aerial Vehicles (MAV) als auch kleine autonome Unterwasserfahrzeuge (Autonomous Underwater Vehicles, AUV) sollen ihre Dienste gemeinsam mit Teams von magnetischen Raupenfahrzeugen an den verschiedenen Schiffsoberflächen tun. Die Struktur soll visuell und akustisch inspiziert werden, 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 Klagenfurter Team bringt vor allem Expertise in der Regelung, Navigation und Lokalisierung der einzelnen Roboter-Komponenten ein. Der bisherige Schwerpunkt liegt dabei auf kleinen Helikoptern, die unabhängig von GPS mittels Kameranavigation fliegen können. „Eine der größten Herausforderungen ist für uns die geringe Textur und glatte Oberfläche des Schiffskörpers, die eine präzise Navigation erschwert“, so Stephan Weiss.

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