Konferenz MAROS 2021: Telearbeit in der Tiefsee

Sind autonome Systeme bereits Realität oder noch Fiktion? Wie können Fahrzeuge und Arbeitssysteme in der Tiefsee zuverlässig mit Energie versorgt werden? Wie funktioniert die Unterwasserkommunikation der Zukunft? Diese und weitere Fragen diskutierten Expertinnen und Experten aus Forschung und Entwicklung bei der diesjährigen Online-Konferenz MAROS (Maritime Robotik & Sensorik). Die Veranstaltung wurde vom BMWi durch Frau Anne Jacobs-Schleithoff, Leiterin des Referats „Maritime Wirtschaft“ und der Geschäftsstelle des Maritimen Koordinators der Bundesregierung eröffnet.

Viele der auf der Konferenz präsentierten Forschungs- und Entwicklungsvorhaben wurden vom BMWi im Maritimen Forschungsprogramm gefördert. Im Fokus des Querschnitts MARITIME.value stehen umweltschonende Technologien zur nachhaltigen Erschließung von Rohstoffen aus dem Meer sowie zur effizienten Nutzung von Offshore-Windenergie. Aber auch die Entwicklung von Technologien zur Überwachung, Inspektion und Wartung von Infrastrukturen auf See wird auf diesem Weg unterstützt. Der Förderschwerpunkt MARITIME.value wird von der Maritimen Branche stark nachgefragt. Insgesamt wurden bereits 25 Verbundprojekte mit einem Gesamtumfang von 36 Millionen Euro bewilligt. Diese positive Entwicklung wird sich in den kommenden Jahren weiter verstärken:

„Die Nachfrage an Forschungsförderung ist in den letzten Jahren sehr gewachsen, was wir an der Anzahl der beim Projektträger Jülich eingereichten Skizzen und Anträge sowie an dem bewilligten Gesamtbudget gut erkennen können. Besonders in der der Meerestechnik wurden 2020 Projektideen in einer Gesamthöhe von mehr als 70 Millionen Euro eingereicht“, so Frau Jacobs-Schleithoff. Anfang des Jahres wurde ein vierter Aufruf im Rahmen des ERA-Net Cofunds MarTERA veröffentlicht, der neue Möglichkeiten für internationale Kooperation bietet. „Besonders für die deutschen KMU der Meerestechnik waren diese Ausschreibungen äußerst erfolgreich. An dem vierten beteiligt sich das BMWi mit einer Fördersumme von drei Millionen Euro. Ich wünsche mir, dass Sie unsere Unterstützungsangebote – die Maritime Forschungsstrategie und unseren aktuellen MarTERA Call 2021 - zur Bewältigung der anstehenden Herausforderungen in der Meerestechnik wahrnehmen und Ihre Zusammenarbeit noch intensivieren.“ appellierte Frau Jacobs-Schleithoff an die Konferenzteilnehmerinnen und -teilnehmer.

Eine zentrale Rolle bei der inhaltlichen Ausgestaltung von MARITIME.value nahm dabei der vom BMWi im November 2018 eingesetzte Expertenkreis mit Branchenvertretern aus Industrie und Forschung ein. Dieses Gremium identifizierte die Zukunftsfelder Hafentechnologien, erneuerbare Energien und Ressourcen. Zu den wichtigsten Forschungsthemen zählen intelligente Sensorik, Energieversorgung und Lösungen zur Kommunikation und Automation unter Wasser

Insbesondere die Nutzung maritimer Ressourcen wird künftig stark an Bedeutung gewinnen. In diesem Zusammenhang liefert der Förderschwerpunkt MARITIME.value des Maritimen Forschungsprogramms wichtige Beiträge zur Entwicklung tiefseetauglicher Fahrzeuge, die unter anderem zur Erkundung von Rohstoffen in den Ozeanen und zur Überwachung der Abbautätigkeiten eingesetzt werden können. Der Fokus liegt auf innovativen Lösungen für die Navigation, Kommunikation und Energieversorgung. Autonom operierende Unterwasserfahrzeuge könnten künftig zum Monitoring der Umwelt, der Zustandsüberwachung von Strukturen, aber langfristig auch als Arbeitsfahrzeuge eingesetzt werden. So wurde im Verbundvorhaben MUM – Large Modifiable Underwater Mothership - eine neue modulare Unterwasserfahrzeug-Klasse entwickelt. Die unbesetzten Fahrzeuge werden von PEM-Brennstoffzellen angetrieben und lassen sich aus verschiedenen Modulen frei konfigurieren, wodurch besondere Anforderungen in einzelnen Arbeitsmissionen erfüllt werden können. Im Gegensatz zu bekannten AUV-Systemen besteht das Ziel darin, leistungsstarke und ausdauernde Fahrzeuge zu entwickeln, welche vergleichbare Dimensionen wie bemannte U‑Boote haben können. Innerhalb des MUM-Projektes wurde erstmals ein UW-Netzwerk aus beweglichen akustischen Relaisstationen entwickelt, welche dem Hauptfahrzeug folgen und so das Operationsgebiet permanent akustisch „ausleuchten“. Der Koordinator TKMS stellte das Projekt vor und gab einen Ausblick in die Zukunft.

Für Aufsehen in der Fachwelt sorgte auch das Bionic Observationand Survey System (BOSS). In diesem Verbundprojekt ging es um die Entwicklung bionischer Unterwasser-Roboter, die nach dem Vorbild von Manta-Rochen konstruiert wurden und über neuartige Kommunikationsmodule vernetzt sind. Die Roboter können in schwer zugänglichen Meeresgebieten eingesetzt werden. Nach bionischen Prinzipien wurde auch ein akustisches 3D-Bildgebungs- und Vermessungssystem im Verbundprojekt Akustisches Auge entwickelt. Erkenntnisse aus der Signalverarbeitung von Fledermäusen und Delphinen ermöglichen die Echtzeitauswertung von komplexen akustischen Raum- und Spektralinformationen. Das Verfahren soll in autonome Trägerfahrzeuge integriert werden. Mithilfe einer Live-Visualisierung kann der Operator die Beschaffenheit des Meeresbodens, teilweise sogar unterhalb der sichtbaren Oberfläche erkennen – was eine Detektion von Lecks in Unterwasser-Pipelines ermöglicht. Das Berliner KMU EvoLogics hat dieses Projekt koordiniert und auf der Konferenz über Entwicklungen in der Unterwasserkommunikation berichtet. Eine Weiterentwicklung der Sensorik strebt auch das 2019 gestartete Projekt Unterwasser-3D-Sensor an. Hier stehen Sensoren auf der Basis strukturierter Lichtmuster im Vordergrund, mit denen skalierte 3D-Daten mit hoher Genauigkeit erfasst und automatisiert weiterverarbeitet werden sollen. Grundvoraussetzung dieser Technologien stellt die exakte Positionsbestimmung der Fahrzeuge und Systeme dar.

Bei der Energiewende im Verkehr an Land spielen leistungsstarke Batteriesysteme und verstärkt Wasserstofftechnologien eine bedeutende Rolle. Essentiell sind sie auch für mobile Einheiten unter Wasser - allerdings mit sehr speziellen Anforderungen. Dieser Herausforderung stellen sich die Unternehmen SubCtech und Kraken Power GmbH. Auf der Konferenz MAROS 2021 stellten sie skalierbare Li-Ion-Batteriesysteme vor, welche zur Effektivitätssteigerung von Unterwasserfahrzeugen beitragen. Die neuartige Technologie kann auch die für den Energiemix weiterhin notwendige Offshore Öl- und Gasförderung sicherer machen – sie bietet Alternativen zu den heute üblichen hydraulischen Antrieben von Ventilen. Das Verbundvorhaben ISSA - Intelligent Safe Subsea Actuation entwickelte ein modulares und sicheres elektromechanisches Antriebssystem zur Ventilsteuerung und autonomen Zustandsüberwachung in der Tiefsee.

Somit zeigen die auf der Konferenz präsentierten und im Rahmen des Maritimen Forschungsprogramms geförderten Verbundvorhaben, welche Fortschritte bei den Unterwasserfahrzeugen hinsichtlich Robotik, Navigation, Antrieb und Kommunikation erreicht wurden. Diese Innovationen zeigen auf, dass die meerestechnische Branche ihre Potenziale noch weiter ausschöpfen und völlig neue Märkte erschließen kann.

Weitere Informationen

Maritimes Forschungsprogramm auf ptj.de