Fast so schnell wie ein Pinguin: Unterwasserroboter Quadroin kann Meere erkunden

Das deutsche Unternehmen für Unterwassertechnik EvoLogics hat ein autonomes Unterwasserfahrzeug mit der Bezeichnung Quadroin AUV (Autonomous Underwater Vehicle) entwickelt, das an einen Pinguin angelehnt ist. Entsprechend schnell kann sich der Roboter im Wasser bewegen.

Quadroin ist bereits die zweite Generation des autonomen Unterwasserroboters. Die eigentliche Idee zu dem Projekt geht auf das Jahr 2009 zurück. Damals entwickelte EvoLogics einen Konzeptdemonstrator, der einem Pinguin ähnelt, für das deutsche Unternehmen Festo, das sich mit elektrischer Automatisierung beschäftigte. Der damalige Roboter hieß AquaPenguin. Auf dieses Projekt baute EvoLogics bei der Entwicklung seines Quadroin auf. Die erste Version wurde bereits im Mai 2021 vorgestellt.

Einsatzgebiete

Der Roboter sollte im Rahmen der Modifiable-Underwater-Mothership-Initiative (MUM) des Helmholtz-Zentrums Hereon eingesetzt werden. Schwärme von AUVs sollten gemeinsam mittels verschiedener Sensoren Daten über Verwirbelungen in den Ozeanen sammeln. Gemessen werden sollten in verschiedenen Tiefen unter anderem Temperatur, Druck, Sauerstoffgehalt, Leitfähigkeit und die Fluoreszenz des Wassers.

Für ein ähnliches wissenschaftliches Einsatzgebiet ist auch der Quadroin der zweiten Generation gedacht. Er ist 1120 mm lang und wiegt knapp 25 kg. Sein stromlinienförmiger Körper ist von Adélie-Pinguinen inspiriert. Die Grundlage dafür bildeten Beobachtungen der Pinguin-Bewegungen durch die beiden EvoLogics-Firmengründer Rudolf Bannasch und Burkhard Baschek.

Vier elektromotorisch betriebene Schubdüsen verschaffen dem Quadroin Vorschub. Dabei erreicht er im Wasser eine Höchstgeschwindigkeit von 18,5 km/h. Die maximale Tauchtiefe des Roboters beträgt 150 m. Eine sechsstündige Ladung des integrierten Lithium-Ionen-Akkus reicht für bis zu 10 Stunden bei einer Geschwindigkeit von 7 km/h. An Bord können bis zu 3 kg an zusätzlicher Ausrüstung mitgeführt werden.

KI-gestützte Objekterkennung

Von Haus aus ist er bereits mit verschiedenen Instrumenten ausgerüstet, die einen breiten Einsatz für wissenschaftliche Erkundungsfahrten erlauben. So verfügt Quadroin über ein Side-Scan-Sonar zur akustischen Erfassung des Meeresbodens sowie zwei Kameras, von denen die eine nach vorn, die andere nach unten ausgerichtet ist. Dimmbare LED-Scheinwerfer sorgen für die korrekte Ausleuchtung unter Wasser.

Die akustischen Daten des Sonars sowie die optischen Daten der Kamera werden von einer von EvoLogics entwickelten Künstlichen Intelligenz (KI) automatisch ausgewertet. So können Gegenstände, wie etwa Schiffswracks, erkannt werden. Zugleich dienen die beiden Systeme dazu, Kollisionen zu vermeiden. Dabei hilft auch ein Nortek-Nuleus-1000-Unterwassernavigationspaket, das dem Roboter dabei hilft, seine Position zu bestimmen.

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Der Quadroin kann von einem Schiff oder von der Küste aus zu Wasser gelassen werden, um Erkundungsfahrten durchzuführen. Von dort aus kann er sich autonom entlang einer vorher festgelegten Unterwasserroute bewegen und Daten sammeln. Die Daten funkt der Quadroin über Wi-Fi oder ein optionales Iridium-Satellitenmodul an eine Basis. Das geschieht nach dem Auftauchen und dem Ausklappen einer bogenförmigen Multifunktionsantenne. Daran befinden sich auch Rot und Grün blinkende Positionslampen, die der Bergungscrew beim Wiederauffinden des Roboters zusätzlich helfen.

EvoLogics will im vierten Quartal 2024 mit der Produktion der neuen Version von Quadroin beginnen, danach soll er ausgeliefert werden. Den Preis verrät EvoLogics gewerblichen Kunden auf Anfrage.

(olb)