Alleskönner unter Wasser: Unterwasservehikel als Lehr- und Forschungsinstrument begeistern die Technische Fakultät

Viele spannende Antworten auf diese Frage haben Peter Adam Höher, Professor am Institut für Elektrotechnik und Informationstechnik der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU), sowie Sven Leitsch, Student des Wirtschaftsingenieurwesens, gefunden.

Zusammen mit 25 Studierenden und fünf wissenschaftlichen Mitarbeitern und Mitarbeiterinnen entwerfen und bauen sie autonome Unterwasservehikel (AUV), die den Studierenden zum Lernen dienen oder als Forschungsinstrument studentische Abschlussarbeiten bereichern.

In zwölf Teilprojekten untersuchen und realisieren die Teilnehmenden studienbegleitend im Bachelor- und Masterprogramm multiple Lösungsvorschläge für die AUV. „Die autonomen Unterwasservehikel bieten eine attraktive Lehre und eine Fülle an Möglichkeiten, um Studierende zu begeistern und Eigenverantwortung zu stärken. Zudem sind sie eine Plattform für wissenschaftliche Interessen“, fasst Professor Höher die Arbeit im Projekt der Technischen Fakultät zusammen.

Der Aufbau der AUV 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.

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.

Bereits im vergangenen Wintersemester konnte Professor Höher mit seiner Idee erste Studenten und Studentinnen gewinnen. Jetzt überzeugte er auch das „Projekt erfolgreiches Lehren und Lernen“ (PerLe) und erhielt eine Förderung aus dem Fonds für Lehrinnovation. Seitdem sei die Beteiligung sprunghaft gestiegen. „Man freut sich, wenn man etwas selbst ausprobieren kann; das man ins Wasser werfen kann und es funktioniert“, erklärt Projektkoordinator Sven Leitsch seine Begeisterung für das Projekt. „Teilweise kommen einem in der Freizeit phantastische Ideen, die wir als nächstes in Angriff nehmen können.“ Auch Höher betont das große Engagement seiner Studierenden: „Ich bin sehr erstaunt, wie motiviert die Gruppe ist. Die Beteiligung an diesem Projekt 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, was die Industrie braucht und wir bieten.“

Fotos stehen zum Download bereit:
www.uni-kiel.de/download/pm/2013/2013-234-1.jpg
Bildunterschrift: Projektkoordinator Sven Leitsch (links) präsentiert zusammen mit Peter Adam Höher die autonomen Unterwasservehikel „Plexi“ und „Kugelfisch“.
Copyright: CAU, Foto: Raissa Nickel

www.uni-kiel.de/download/pm/2013/2013-234-2.jpg
Bildunterschrift: Die Grafik illustriert das Kommunikationsmodell eines Schwarms von autonomen Unterwasservehikeln. Ausgehend von einem Tablet, Handy oder PC wird eine Verbindung zur Boje mit konventioneller Technik (WLAN) aufgenommen. Die Daten werden in der Distanzkommunikation von der Boje zum Schwarm gesendet und innerhalb des Schwarms in Hochgeschwindigkeit übertragen.
Copyright: Sven Leitsch

Kontakt:
Prof. Dr. Peter Adam Höher
Informations- und Codierungstheorie
Institut für Elektrotechnik und Informationstechnik
Tel.: 0431 880-6127
E-Mail: ph@tf.uni-kiel.de

Weitere Informationen zu PerLe und zum Lehrfonds an der CAU:
Der Fonds für Lehrinnovation des CAU-Projekts PerLe stellt von 2012 bis 2016 jährlich 100.000 Euro für dezentrale Lehrinnovationen zur Verfügung. Konkrete Vorhaben auf Modulebene, Studiengangsebene und auf interdisziplinärer Studiengangsebene können im Umfang von 5.000 bis 15.000 Euro gefördert werden. Lehrende und Fachschaften der CAU können Mittel aus dem Fonds für innovative Lehrprojekte beantragen.
Das Projekt erfolgreiches Lehren und Lernen – PerLe wird von 2012 bis 2016 aus Mitteln des Qualitätspakt Lehre des Bundesministeriums für Bildung und Forschung unter dem Förderkennzeichen 01PL12068 gefördert und verfolgt das Ziel, die Qualität der Lehre und die Betreuung von Studierenden an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel zu verbessern. Dazu werden Maßnahmen in den Bereichen Studienberatung, Orientierung in der Studieneingangsphase, Begleitung von Schul- und Berufspraktika, Qualifikation des Lehrpersonals und Qualitätsentwicklung in der Lehre entwickelt und umgesetzt.

Kontakt:
Florin Feldmann
PerLe – Projekt erfolgreiches Lehren und Lernen
Teilprojektleitung Qualitätsentwicklung in der Lehre
Tel.: 0431 880-2985
E-Mail: ffeldmann@uv.uni-kiel.de

Text: Raissa Nickel