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Brücken, Ladungen und Navigation: Vor welchen Hürden autonome Schiffe stehen

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Es sieht aus wie eine kleine Wohnung – Fernseher, Couch, Duschecke, Kühlschrank, Waschmaschine, Bett. Draußen vor der Tür stehen ein Tisch und Sitzbänke, umringt von Blumenkübeln. Der Blick aus dem Fenster allerdings ist ungewöhnlich, denn die Landschaft bewegt sich an der Wohnung vorbei. Und hinter der „Terrasse“ befindet sich ein riesiger Berg an Schrott – gut eintausend Tonnen. Eberhard Butenhof lebt gemeinsam mit seiner Frau und einer jungen Kapitänsanwärterin auf einem Binnenschiff. Schon bald könnte sein Beruf von einer Maschine übernommen werden.

Der Arbeitsplatz ist nicht der attraktivste: Seit Jahren schon klagen die Binnenschiffahrts-Verbände über einen Mangel an Auszubildenden. Dabei verkehren knapp 7.000 Schiffe täglich allein auf dem Rhein – das entspricht einer Tragfähigkeit von zehn Millionen Tonnen, der sonst in Lkws und Zügen transportiert werden müsste. Die schmaleren der in Deutschland insgesamt 7.476 Kilometer Binnenwasserstraßen bleiben bisher weitgehend ungenutzt. Es ist schlicht zu schwierig und teuer, Personal zu finden, das nur kleine Mengen an Gütern transportieren kann.

Das soll sich nun ändern – mit Roboterschiffen. Die Zentralkommission für die Rheinschifffahrt verzeichnet bereits 30 europäische Forschungsprojekte, die sich mit autonomen Schiffen für die Binnenschifffahrt beschäftigen. Die autonomen Boote könnten mehr Transporte aufs Wasser verlegen und so die verstopften Straßen in den Metropolen ein wenig entlasten.

Eines der Projekte ist „A-Swarm“. Es steht für „Autonome elektrische Schifffahrt auf Wasserstraßen in Metropolregionen“. Beteiligt sind unter anderem die Schiffbau-Versuchsanstalt Potsdam und die Technische Universität Berlin. Der Prototyp dieses autonomen Binnenschiffs besteht überwiegend aus Aluminium – es ist sechs Meter lang und zweieinhalb Meter breit. Derzeit macht es Testfahrten unter anderem auf dem Westhafenkanal und dem Berlin Spandauer Schifffahrtskanal, bisher allerdings mit Fernsteuerung. Schritt für Schritt soll das Boot nun selbständiger werden. Das Bundeswirtschaftsministerium fördert das Projekt mit 4,2 Millionen Euro.

Zu den Herausforderungen gehört die Navigation. Während die klassischen Drohnen in der Luft mit dem Wind zu kämpfen haben, kommt beim Boot auch noch die Strömung hinzu. Es kann nicht einfach vor einem Hindernis stoppen – es wird immer weiter getrieben. Auch die Verteilung der Ladung muss das System jederzeit berücksichtigen. Zudem stören Brücken das GPS-Signal, so dass die Boote zusätzliche Sensorik wie Lidar oder Radar benötigen. Ähnlich wie bei der Entwicklung von selbstfahrenden Autos geht es den Forschern nun darum, möglichst viele Daten über Hindernisse in den Testfahrten zu sammeln: größerer Müll, Äste, Tiere, Schwimmer oder andere Boote.

Die Forscher können sich vorstellen, dass solche Boote zum Beispiel Paketdienste unterstützen. Gerade in der Pandemie-Zeit kommen die Paketdienstleister kaum noch mit den Auslieferungen hinterher – nicht zuletzt tragen sie auch zum innerstädtischen Verkehr bei. Die Logistik-Unternehmen experimentieren zwar mit Lieferdrohnen, die allerdings nur sehr kleine Päckchen tragen können. Boote könnten in den kleineren Kanälen auch in Reihe fahren und so als Flotte bis zu zwei Tonnen Fracht aufnehmen. Baut man eine entsprechende Infrastruktur, könnten sie an verschiedenen Stellen in der Stadt ihre Ladung an Lieferwagen übergeben.

Auch in Amsterdam fahren derzeit testweise autonome Boote – die Roboats. Es handelt sich um Fähren, die unter anderem am Massachusetts Institute of Technology (MIT) entwickelt werden. Die Fähre kann sechs Personen befördern und somit als Taxi oder Tourbus fungieren, oder – nach Umbau – auch diverse Frachten aufnehmen. Eine Anwendung, die den Forschern vorschwebt, wäre Sperrmüll aus den Städten abzutransportieren. Da die Fähre relativ leise ist, könnte sie das auch nachts erledigen, wenn die Wasserwege ohnehin leer sind.

Die schwarz-grauen Roboats sehen futuristisch aus und erinnern in ihrer Fähr-Funktion ein wenig an die Wagen in Fahrgeschäften der Vergnügungsparks. Die Passagiere können auf zwei gegenüberliegenden Sitzen Platz nehmen. Unter ihnen im Boot ist eine Batterie von der Größe einer kleinen Truhe versteckt, die bis zu zehn Stunden Betrieb ermöglicht und kabellos aufgeladen werden kann.

MIT Senseable City Lab

Die Fahrgäste können dem Boot ein Fahrziel vorgeben. Das Boot entscheidet dann mithilfe von GPS über eine sichere Route, während es die Umgebung scannt, um Kollisionen mit Brücken, Pfeilern und anderen Booten zu vermeiden. Dafür nutzt es ebenfalls die Lidar-Technik und eine Reihe von Kameras, die einen 360-Grad-Blick bieten. Die Steuerungsalgorithmen geben laufend Anweisungen für die „Thruster“ – Propeller, die das Boot in Bewegung halten. Das System berücksichtigt dabei die Anzahl der Personen an Bord. Eine Besonderheit dieses Bootes ist, dass es sich mit anderen Roboats so zusammenschließen kann, dass es eine spontane Brücke über einen Fluss bilden würde. Dafür schließt es den Sitzbereich mit einem Dach, über das die Passanten dann sicher hinweg spazieren könnten.

Es gibt weitere Testschiffe: Noch futuristischer etwa sieht das Autoship aus – ein Projekt unter anderem des norwegischen Schifffahrtsunternehmen Kongsberg Maritime und der schottischen Universität Strathclyde. Es fährt testweise in der flämischen Region um den großen EU-Hafen Antwerpen herum und soll Güter auf Paletten oder Rollcontainern transportieren. Das Versuchsschiff „Horst“ der Firma Fähre Maul, die in der Nähe von Mainz zwischen Oestrich-Winkel und Ingelheim verkehrt, navigiert im Rahmen des Forschungsprojekts AKOON durch ein besonders anspruchsvolles Gebiet mit engen Passagen, Sandbänken und starken Strömungen.


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Sämtliche Systeme fahren bisher auf Teststrecken und können gegebenenfalls per Fernsteuerung übernommen werden. Die Forscher rechnen frühestens in zehn Jahren mit realen Einsätzen. Dann müssen sich die Kapitäne an Wohnungen gewöhnen, in denen das Fenster immer die gleiche Landschaft zeigt.


(jle)

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