Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Simulator: Frachter ohne Mannschaft

02.04.2014

Schiffe der Zukunft sollen unbemannt über die Weltmeere steuern. Ein neuer Simulator hilft, das Vorhaben voranzutreiben. Partner aus fünf Ländern entwickeln das Konzept für den autonomen Frachter.

Der Blick von Hans-Christoph Burmeister schweift über die Bordinstrumente: eine elektronische Seekarte, ein Display für die Wassertiefe, der Monitor daneben zeigt das Radarbild. Dann greift Burmeister zum Ruder und steuert seinen 220 Meter langen Massengut-Frachter in eine neue Richtung: »Jetzt fahren wir auf einem Kurs von 290 Grad, Geschwindigkeit zwölf Knoten.«


Auf einer modernen Schiffsbrücke läuft vieles bereits automatisiert ab. Völlig unbeaufsichtigt sollen aber auch die unbemannten Schiffe der Zukunft nicht fahren.

© MUNIN

Auch wenn das Szenario realistisch wirkt – Burmeister ist kein Kapitän auf seiner Brücke, sondern steht mitten in einem Raum des Fraunhofer-Centers für Maritime Logistik und Dienstleistungen CML in Hamburg. In der Einrichtung des Fraunhofer-Instituts für Materialfluss und Logistik IML ist ein Schiffs-führungssimulator aufgebaut. Die Steuer- und Anzeigeinstrumente ähneln denen eines Frachters.

Der Simulator soll helfen, ein ehrgeiziges Unterfangen voranzutreiben: Beim EU-Projekt MUNIN entwickeln die Fraunhofer-Forscher gemeinsam mit Partnern aus fünf Ländern das Konzept für ein autonomes Schiff – einen Massengutfrachter, der ohne Besatzung über die Weltmeere schippert. Der Beweggrund: »In Europa ist die Seefahrt als Beruf nicht mehr sonderlich beliebt«, sagt Projektkoordinator Burmeister. »Die Branche hat Nachwuchsprobleme.«

Im Ansatz gibt es die Technik für ein autonomes Schiff bereits – auf einer modernen Schiffsbrücke ist vieles automatisiert: Der Autopilot steuert einen vorgegebenen Kurs mit Unterstützung von GPS, eine Tempoautomatik hält die Geschwindigkeit. Radargeräte und Schiffserkennungssysteme suchen die Umgebung ab und schlagen bei Gefahr automatisch Alarm. Zusätzlich soll ein autonomes Schiff mit weiteren Sensoren bestückt werden: Herkömmliche und Infrarot-Kameras sollen die Meeresoberfläche beobachten, um besonders kleinere Fahrzeuge, Treibgut oder Schiffbrüchige zu erkennen.

Operator kann im Notfall per Satellit eingreifen

Als Kern des unbemannten Frachters dient eine zentrale Software. Sie wertet die Daten sämtlicher Sensoren aus und entscheidet zum Beispiel darüber, ob und wie das Schiff seinen Kurs ändert, um Kollisionen zu vermeiden – zum Beispiel mit einem umhertreibenden Container, der von einem anderen Frachter gefallen ist. Völlig unbeaufsichtigt wird das unbemannte Schiff allerdings nicht fahren. Via Satellit soll ein Mensch das Geschehen überwachen und, wenn nötig, eingreifen. »Es sind Situationen denkbar, in denen die autonomen Systeme an Bord überfordert sind«, erläutert Burmeister, »etwa, wenn mehrere Schiffe gleichzeitig auf Kollisionskurs sind oder es zu technischen Ausfällen kommt.« Für diese Fälle steht eine Station an Land bereit, die per Satellitenkommunikation eingreifen und das Schiff fernsteuern kann.

Um zu zeigen, wie dies in der Praxis aussehen könnte, setzt Burmeister seinen Simulator in Gang. Auf dem Bildschirm nähert sich von Backbord ein Containerschiff. Obwohl Burmeisters Frachter Vorfahrt hat, will es einfach nicht ausweichen. Um einen Zusammenstoß zu vermeiden, übernimmt der Forscher die Kontrolle über das autonome Schiff: »Ich deaktiviere den Autopiloten, leite eine Kursänderung nach Steuerbord ein, reduziere die Geschwindigkeit und warte, bis das andere Schiff vorbeigefahren ist.« Auch beim An- und Ablegen soll der Mensch das Ruder übernehmen. Läuft das Schiff aus dem Hafen aus, ist eine Crew an Bord. Erst wenn der Frachter das offene Meer erreicht, verlässt die Mannschaft per Lotsenboot oder Helikopter das Schiff, die automatische Steuerung übernimmt. Am Ziel läuft es umgekehrt: Rechtzeitig vor der Einfahrt geht eine Mannschaft an Bord, um den Frachter sicher in den Hafen zu steuern.

Im Herbst 2012 startete das MUNIN-Projekt. Da die Anforderungen an ein autonomes Schiff höchst vielfältig sind, tüfteln die Experten an den unterschiedlichsten Detailfragen. So muss gewährleistet sein, dass der Schiffsantrieb auch dann zuverlässig läuft, wenn wochenlang kein Maschinist nach dem Rechten schaut. Bislang sind die Maschinenräume so ausgelegt, dass man sie 24 Stunden unbeaufsichtigt lassen kann. Würde an Bord – verursacht durch einen Kurzschluss – ein Feuer ausbrechen, müssten automatisch Sprinklersysteme anspringen. Kritische Bereiche ließen sich vorsorglich mit CO2 fluten, damit könnte hier ein Brand gar nicht erst entstehen. Bei schwerem Seegang sollte der Autopilot den Rumpf so drehen, dass ihm die Wellen möglichst wenig zusetzen und generell würde man versuchen, aufziehende Unwettergebiete von vornherein zu umschiffen.

Computersimulation bis 2015 fertig

Im Herbst 2015 soll das EU-Projekt abgeschlossen sein. Das Ziel ist eine Computersimulation, mit der die Experten ihre Ideen virtuell testen und überprüfen können. Danach wäre es denkbar, ein reales Schiff mit Komplett-Automatik auszustatten. »Doch bereits vorher könnte die bemannte Schifffahrt von unseren Resultaten profitieren«, so Burmeister. Denn einzelne Komponenten, an denen die MUNIN-Fachleute tüfteln, wären schon heute auf jeder Schiffsbrücke hilfreich: So würde ein automatisches Ausguck-System die Crew ebenso entlasten wie ein verbessertes Warnsystem für Kollisionen.

Hans-Christoph Burmeister | Fraunhofer Forschung Kompakt
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2014/April/frachter-ohne-mannschaft.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verkehr Logistik:

nachricht Oberleitungs-LKW: Option für einen umweltverträglichen Güterverkehr?
08.12.2016 | Öko-Institut e. V. - Institut für angewandte Ökologie

nachricht Entlastung im Güterfernverkehr
08.12.2016 | Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verkehr Logistik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Elektronenautobahn im Kristall

Physiker der Universität Würzburg haben an einer bestimmten Form topologischer Isolatoren eine überraschende Entdeckung gemacht. Die Erklärung für den Effekt findet sich in der Struktur der verwendeten Materialien. Ihre Arbeit haben die Forscher jetzt in Science veröffentlicht.

Sie sind das derzeit „heißeste Eisen“ der Physik, wie die Neue Zürcher Zeitung schreibt: topologische Isolatoren. Ihre Bedeutung wurde erst vor wenigen Wochen...

Im Focus: Electron highway inside crystal

Physicists of the University of Würzburg have made an astonishing discovery in a specific type of topological insulators. The effect is due to the structure of the materials used. The researchers have now published their work in the journal Science.

Topological insulators are currently the hot topic in physics according to the newspaper Neue Zürcher Zeitung. Only a few weeks ago, their importance was...

Im Focus: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Firmen- und Forschungsnetzwerk Munitect tagt am IOW

08.12.2016 | Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochgenaue Versuchsstände für dynamisch belastete Komponenten – Workshop zeigt Potenzial auf

09.12.2016 | Seminare Workshops

Ein Nano-Kreisverkehr für Licht

09.12.2016 | Physik Astronomie

Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen

09.12.2016 | Biowissenschaften Chemie