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20.3.2017 - Sonja Bleibenich

2017: Das Jahr der Roboter-Missionen

Luft- und Raumfahrt
„Robex“-Allianz demonstriert im entscheidenden Jahr Ergebnisse

Tiefsee- und Raumfahrtforscher entwickeln gemeinsam robotische Systeme: Was auf den ersten Blick wie ein ungewöhnlicher Schulterschluss aussieht, macht ungeheuer Sinn. Denn Roboter müssen im All wie in der Tiefsee unter extremsten Umweltbedingungen möglichst autonom agieren. Deshalb haben sich 16 deutsche Forschungseinrichtungen zur „Robex“-Allianz zusammengeschlossen, initiiert von der Helmholtz-Gemeinschaft. „Robex“ steht für Robotische Exploration unter Extrembedingungen.

Martina Wilde, wissenschaftliche Koordinatorin am Alfred-Wegener-Institut
Martina Wilde, wissenschaftliche Koordinatorin am Alfred-Wegener-Institut © Alfred-Wegener-Institut

Gemeinsam wird an Lösungen gearbeitet, rund die Hälfte der beteiligten Institutionen kommt aus dem Land Bremen. Die wissenschaftliche Koordinatorin Martina Wilde vom Bremerhavener Alfred-Wegener Institut 
Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) erläutert im Interview, was bisher erreicht wurde. 


Frau Wilde, während wir miteinander sprechen, sammelt in der arktischen Framstraße in 2.500 Meter Tiefe gerade der Roboter „Tramper“ systematisch Daten für die Forschung. Er ist seit Sommer im Dauereinsatz und wird dort überwintern. Worin bestehen die Herausforderungen für robotische Systeme, die am Meeresboden oder im Weltall funktionieren sollen?

Die große Herausforderung ist, dass diese Systeme autonom sein müssen. In der Raumfahrt ist es nicht neu, dass Roboter „ohne Kabel“ agieren, um über einen bestimmten Zeitraum Forschung zu betreiben. Für die Tiefseeforschung ist es dagegen schon neuartig, rollende autonome Roboter wie den „Tramper“ einzusetzen: Er muss mit genügend Energie ausgestattet sein, und er muss da unten selbstständig seinen Weg finden, Steinen ausweichen usw. „Tramper“ ist der erste Rover, der ein Jahr lang unter dem Eis ohne Fernsteuerung im Einsatz ist. Und er führt dabei 52 Messungen durch – jede Woche eine.

AWI-Wissenschaftler lassen den autonomen Roboter "Tramper" ins Wasserbecken.
AWI-Wissenschaftler lassen den autonomen Roboter "Tramper" ins Wasserbecken. © Alfred-Wegener-Institut / Lars Grübner

„Tramper“ ist nicht der einzige Rover, also fahrende Roboter, der im Rahmen der „Robex“-Allianz entwickelt wird. Das übergeordnete Ziel ist, robotische Systeme mit innovativen Technologien zum Energieaustausch, Datentransfer und möglichst viel Autonomie auszustatten. Wie ist der Stand der Dinge? 

Wir haben große Fortschritte in diesen Bereichen gemacht. 

Die „Robex“-Allianz ist auf fünf Jahre angelegt, im letzten Jahr, also 2017, wollen wir sowohl in der Tiefsee als auch in einer Mond-Analog-Landschaft die entwickelten Systeme demonstrieren.

Martina Wilde, wissenschaftliche Koordinatorin, Alfred-Wegener-Institut 

Neben „Tramper“, der im Sommer wieder an Bord des Forschungsschiffs Polarstern mit neuen Geräten für ein weiteres Jahr ausgestattet wird, werden wir auch den Crawler „Viator“ dabei haben. Dieser wird mit einer Garage auf dem Meeresboden abgesetzt. Dort macht er Messungen im Umfeld und kehrt immer wieder zur Garage zurück, um die Daten abzugeben und sich wieder aufzuladen.

"Robex-Familienfoto" im Salzwasserbecken des Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz GmbH (DFKI) in Bremen.
"Robex-Familienfoto" im Salzwasserbecken des Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz GmbH (DFKI) in Bremen. © Alfred-Wegener-Institut / Lars Grübner

Ein weiterer Crawler, also Krabbler, ist bereits im Einsatz.

Das ist „Wally“, er arbeitet seit Juli vor der kanadischen Küste. Anders als die anderen beiden soll er einen Manipulator-Arm bekommen, das heißt, er kann Dinge wie Muscheln oder Krabben greifen und einsammeln, die später von Wissenschaftlern untersucht werden. Dann gibt es noch den Tiefseegleiter „Glider“, der wie ein Segelflieger durch die Wassersäule gleitet und größere Räume untersuchen soll. Wir hoffen, dass er auch im Sommer mit an Bord ist – wegen Lieferschwierigkeiten einzelner Komponenten kam es hier zu Verzögerungen. 

Wie sieht es mit Einsätzen in der Raumfahrt aus?

Im Juli wollen wir auf einer Mond-Analog-Mission auf dem Ätna den Rover LRU – das steht für Lightweight Rover Unit – testen, der wurde beim DLR in Oberpfaffenhofen gebaut. Es ist mit nur 30 Kilogramm ein relativ leichtes robotisches System und in der Lage, beim Bremer DLR-Institut entwickelte Instrumenten-Boxen mit darin befindlichen Seismometern abzusetzen. Ebenfalls vom Bremer DLR-Institut gebaut wurde der „Lander“ RODIN.

Worin besteht der Synergieeffekt, wenn Raumfahrt- und Tiefseeforscher ihr Wissen bündeln? 

Im Kern geht es nicht um die Hardware, sondern um die Intelligenz der robotischen Systeme. Hier sind die Anforderungen ähnlich und unsere Teilprojekte haben schon gezeigt, was möglich ist, wenn man gemeinsam und im Austausch Systeme entwickelt. 

Zudem profitiert die Tiefseeforschung davon, dass in der Raumfahrt schon lange Software für Autonomie entwickelt wird. Auf der anderen Seite hat sich die Raumfahrt zu eigen gemacht, Systeme modularer zu bauen, um sie so für unterschiedlichste Forschungsinstrumente zu nutzen – das kommt aus der Tiefseeforschung.

Martina Wilde, wissenschaftliche Koordinatorin, Alfred-Wegener-Institut

Und man hat sich mit der Tiefsee ein Testfeld erschlossen, das ermöglicht, die Robustheit eines Systems unter ähnlich extremen Bedingungen zu testen. In der Raumfahrt gibt es ja viel seltener die Möglichkeit, wirklich eine Mission zu starten.

2017 wird „Robex“ enden. Wo sehen Sie noch die größten Herausforderungen für Ingenieure?

Ganz klar: Die größte Herausforderung wird in Zukunft sein, die Geräte miteinander und mit anderen Unter-Wasser-Systemen zu vernetzen. Das würde einen extremen Mehrwert für die Umweltbeobachtung bedeuten und ermöglichen, großflächige Veränderungen zu erkennen. Aber da gibt es noch einiges zu tun, denn auch die Themen Energieübertragung und Datentransfer, die wir in der „Robex“-Allianz fokussiert haben, sind noch nicht umfassend bearbeitet und gelöst. Deshalb sind wir jetzt dabei, ein neues Konsortium aufzustellen. Wir haben große Schritte gemacht, aber es muss auch nach „Robex“ weitergehen. 

Fast jede zweite Institution der Allianz kommt aus dem Land Bremen. Das sind neben dem AWI und DLR die Universität Bremen, die Jacobs University, das MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften, das DFKI – Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz GmbH und das Unternehmen Airbus Defence & Space. Was sagt das aus Ihrer Sicht über den Standort aus?

Bremen ist nicht nur der größte Raumfahrtstandort Deutschlands, sondern auch für die Meeresforschung ein entscheidender Standort. Das hat „Robex“ sehr deutlich gemacht, zugleich symbolisiert Bremen wie kein anderer Standort „Robex“. 

Wie sehen Sie die Chancen der Kommerzialisierung von Extremumweltrobotik im Land Bremen?

Zwei Beispiele zeigen die Chancen gut: Aus der „Robex“-Allianz hat sich bereits das Unternehmen I sea MC mit Sitz in Bremen ausgegründet, das die genannten robotischen Systeme weiterentwickelt und zum Beispiel für die Windanlagen-Branche anbietet. Hier können sie etwa bei Monitoring oder Wartung von Anlagen eingesetzt werden. Eine weitere Ausgründung will mit einer speziellen Beobachtungs-Software eine Teiltechnologie an den Markt bringen. 

Der AWI-Tiefseeroboter "Tramper" am Meeresgrund.
Der AWI-Tiefseeroboter "Tramper" am Meeresgrund. © ROV-Team, GEOMAR

Zurück zur Wissenschaft – und damit zum „Tramper“, wenn dieser seine erste Mission im Sommer beendet hat: Was erhoffen sich Ihre Wissenschaftskollegen von ihm?

Die Daten, die „Tramper“ sammelt, helfen, den Sauerstoffgehalt im Sediment am Meeresboden zu bestimmen. Er sticht mit einer Nadel in den Boden, zieht Sediment heraus und daraus lässt sich der Sauerstoffgehalt erkennen. Das erlaubt Rückschlüsse darüber, wie sich unter dem Eis im Jahresverlauf die biologische Zusammensetzung verändert.

Zu wissen, was die Biologie unter dem Eis macht, wenn das Meer zugefroren ist, wäre ein entscheidender Durchbruch.

Martina Wilde, wissenschaftliche Koordinatorin, Alfred-Wegener-Institut

Darüber weiß man bisher nichts, weil es nur sporadische Messungen mit schwimmenden Systemen gibt – nur am Kabel und nicht am Meeresboden.

Vielen Dank für das Gespräch!


Fünf Gründe, warum Bremen ein ausgezeichneter Luft- und Raumfahrt-Standort ist, finden Sie in diesem Artikel.

Weitere Informationen zum Luft- und Raumfahrtstandort Bremen finden Sie hier auf unserer Seite.

Ihre Ansprechpartnerin zum Thema Raumfahrt ist Dr. Barbara Cembella, Clustermanagerin Raumfahrt, Tel. 0421 9600-340, barbara.cembella@aviaspace-bremen.de.

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21.06.2016
Bremer Informatiker auf dem Weg zum Weltmeistertitel – im Roboterfußball

Deutscher Meister, Europameister und 2016 erneut Weltmeister: Das B-Human Team der Universität Bremen ist weltweit eine der erfolgreichsten Mannschaften im Roboterfußball. Die Studierenden zeigen, dass ein Studium in Bremen einen sportlich um die ganze Welt bringen kann. Und Informatik alles andere als dröge ist.

Wissenschaft
20.06.2016
Wir bauen uns eine Rakete - der Kerzenwachs-Antrieb

Wie studiert und forscht es sich als Studierender an der Uni Bremen, wenn man die Chance bekommt am Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (ZARM) eine Rakete zu bauen und tatsächlich fliegen zu lassen? Unsere dreiteilige Reihe geht dieser Frage nach.

Digitalisierung / Industrie 4.0
07.06.2016
Airbus Standortleiter Dr. André Walter: „Industrie 4.0 heißt für uns, die Arbeit leichter und effizienter zu gestalten“

Zum Flugzeugbau gehört viel Handarbeit. Trotzdem - oder gerade deshalb - arbeitet Airbus an der Digitalisierung, hier heißt es „Future Factory“. Und forscht an neuen Fertigungstechnologien wie dem 3-D-Druck. Keine Minute zu früh, so der Standortleiter von Airbus in Bremen, Dr. André Walter, im Interview.

Luft- und Raumfahrt
01.06.2016
Wie Start-ups mit Technik aus dem All die Welt verändern

„Commercial Space“ oder auch "New Space" hat mit der eigentlichen Raumfahrt kaum etwas zu tun. Unter diesem Thema versteht man Geschäftsmodelle, bei denen Raumfahrttechnologien verwendet werden, um einen konkreten Nutzen für Industrie oder Gesellschaft zu erzielen. Rund 200 Start-ups und Investoren haben dazu auf dem "Disrupt Space Summit" Ideen entwickelt.

Wissenschaft
10.05.2016
Wenn Studenten zu Unternehmensberatern werden - ein Beispiel aus der Digitalisierung

Seit zehn Jahren unterstützen die Studenten von Active Unternehmen in Bremen und im Umland. Kern ihrer Arbeit ist die Optimierung von Geschäftsprozessen aller Art. 114 kleine und mittelständische Unternehmen aus Bremen und dem Umland sind nun einem Aufruf der Nachwuchsberater gefolgt.

Wissenschaft
02.05.2016
Vorne oder hinten? Wie eine Kugel den Orientierungssinn erforscht

Sie ist drei Meter hoch und begehbar - die Kugel "Virtusphere". In ihr dreht sich buchstäblich alles um Orientierung. Forscher der Universität Bremen wollen wissen: Wie orientieren sich Menschen, wenn sie unterwegs sind? Was hilft ihnen, sich zurechtzufinden?

Luft- und Raumfahrt
28.04.2016
Große Chance für den Raumfahrtstandort Bremen: Norddeutsche Expertise wird in China geschätzt

China plant in den kommenden Jahren massiv in die Raumfahrt zu investieren. Bremen kann für dieses Vorhaben ein starker Partner sein und der Grundstein für eine gute Zusammenarbeit wurde schon vor vielen Jahren gelegt.

Luft- und Raumfahrt
25.04.2016
Flugzeugbau hautnah – hinter den Kulissen der Airbus Group

Riesige Hallen, komplizierteste Technologie und gigantische Bauteile. Dies und viel mehr erwartet die Besucher der Airbus-Werke in Bremen. Wir haben hinter die Kulissen des Flugzeugbauers geschaut und kamen dem Traum vom Fliegen ganz nah.

Wissenschaft
19.04.2016
Wie die falsche Umlaufbahn zweier Satelliten zum Glücksfall für einen Bremer Professor wurden

Was den einen ärgert, freut den anderen: Ein Bremer Physikprofessor nutzt zwei fehlgeleitete Galileo-Satelliten für seine Forschungen zu Einsteins Relativitätstheorie. Die ellipsenförmige Umlaufbahn hatte sein Interesse geweckt.

Wissenschaft
12.04.2016
Bionic Bike - dank Kieselalgen zum neuen Faltrad

Vorbild Natur: Bremerhavener Meeresbiologen und Techniker des Alfred-Wegener-Instituts für Polar- und Meeresforschung (AWI) haben ein ultraleichtes Falt-Fahrrad entwickelt. Ein Beispiel, wie Grundlagenforschung für industrielle Anwendungen genutzt werden kann.

Wissenschaft
05.04.2016
Paddeln an Land - zwei Bremer Studenten erfinden das Radfahren neu

Es gibt Erfindungen, die sind so genial wie naheliegend, da fragt man sich: Wieso erfindet das jemand erst jetzt? So wie beim Paddelfahrrad, das zwei Bremer Studenten der Universität Bremen entwickelt haben.

Maritime Wirtschaft und Logistik
30.03.2016
Karriere mit Tiefgang: Prof. Dr. Antje Boetius liebt es kalt und duster

Die Bremer Meeresbiologin Antje Boetius taucht tief und spielt doch ganz oben mit. Für ihre Arbeit erhielt sie unter anderem die höchstdotierte deutsche Forschungsauszeichnung, den Leibniz-Preis.

Luft- und Raumfahrt
24.03.2016
Auf dem Stundenplan in Bremen: Luft- und Raumfahrt – das fliegende Klassenzimmer 2.0

Bremen ist einer der wichtigsten europäischen Standorte für Luft- und Raumfahrt. Deswegen fördern zwei Bremer Gymnasien seit 2006 gezielt den Nachwuchs – in einem deutschlandweit einzigartigem Programm. Auf dem Stundenplan stehen die Fächer Mathematik, Physik, Wirtschaft und Englisch unter dem Aspekt „Luft- und Raumfahrt”.

Internationales
17.03.2016
Studierende aus 106 Ländern an der Jacobs University Bremen: Gemeinschaft ohne Grenzen

Seit 15 Jahren ist die Bremer Jacobs University ein Anziehungspunkt für junge Talente aus aller Welt. Die Gemeinschaft zwischen den Studierenden und das Leben auf dem Campus tragen zum Studienerfolg bei. Und in der Wirtschaft sind die Absolventen begehrte Fachkräfte.

Automotive
15.03.2016
Bremer Ingenieure tüfteln am Elektro-Antrieb der Zukunft und entwickeln einen Antrieb mit Radnabenmotor

Motor unter der Haube treibt Räder an - das ist seit mehr als hundert Jahren die Erfolgsformel für das Auto. Radnabenmotoren - der Motor im Rad und nicht unter der Haube - versprechen allerdings viele Vorteile. Der Elektroantrieb macht das möglich.

Digitalisierung / Industrie 4.0
14.03.2016
Die digitale Nebenkostenabrechnung am Flughafen Bremen

Immer mehr Unternehmen erzeugen Energie mit Blockheizkraftwerken, Photovoltaikanlagen und Kraft-Wärme-Kopplungen. Das Energiemanagement kann dabei intelligent in die Grundstücksverwaltung eingebunden werden, wie es die IT-Firma Apandia am Bremer Flughafen umgesetzt hat. Das spart Zeit und Kosten.