Montag, 01.08.2011

Forschung

Weltmeisterschaft im Robotersegeln 2011

4th International Robotic Sailing Conference - 15 Crews aus sechs Nationen wetteiferten mit ihren Booten auf der Wakenitz

Die 4. World Robotic Sailing Championship (WRSC), die inoffizielle Weltmeisterschaft der Robotersegelboote, fand in Lübeck und damit erstmals in Deutschland statt. Vom 16. – 20. August 2011 schickten 15 Crews aus sechs Nationen ihre 53 Zentimeter bis 3,72 Meter großen Boote auf der Wakenitz in den sportlichen und technischen Wettkampf. Die örtliche Organisation lag federführend bei Informatik-Studierenden um Prof. Dr. Alexander Schlaefer vom Institut für Robotik und Kognitive Systeme der Universität zu Lübeck.

Eine wissenschaftlichen Tagung, die International Robotic Sailing Conference (IRSC), begleitete die Weltmeisterschaft im Robotersegeln. Auf ihr wurden aktuelle Forschungsergebnisse vorgestellt. Unter anderem ging es um die Entwicklung langzeitautonomer Boote, die etwa den Atlantik überqueren können. Der Konferenz-Band ist jetzt bei Springer erschienen (Alexander Schlaefer, Ole Blaurock, Ed.: Robotic Sailing. Proceedings of the 4th International Robotic Sailing Conference).

Während die automatische Steuerung durch mechanische oder elektronische Autopiloten längst auch für kleinere Segelyachten verfügbar ist, hat das Interesse an „Segelrobotern“ erst in den letzten Jahren zugenommen. Dabei gilt es, nicht nur den Kurs zu halten – die Problemstellung ist ungleich komplexer. Ein autonomes Boot muss selbst den richtigen Kurs auswählen, Ruder und Segel richtig stellen und natürlich Wind und Strömung beachten. Darüber hinaus müssen andere Fahrzeuge und Hindernisse erkannt und umschifft und es muss mit anderen Verkehrsteilnehmern kommuniziert werden.

So vielfältig wie die technischen Herausforderungen sind auch die Motivationen, sich mit Robotersegelbooten zu beschäftigen. Ein großer Vorteil ist die Unabhängigkeit von Treibstoffen, die langfristige Missionen ermöglicht. Beispielsweise arbeiten Wissenschaftler aus Österreich und den USA an einem System zur Erforschung von Walen, das die Meeressäuger über längere Zeit begleitet. Forscher aus Wales sind vor allem daran interessiert, kleine und robuste Robotersegelboote für das Umweltmonitoring zu entwickeln. Aber auch die komplexe technische Problemstellung an sich fasziniert Wissenschaftler aus aller Welt.

Steuerung, Sensordatenverarbeitung, Positionsbestimmung, Kollisionsvermeidung und Kursplanung sind wesentliche Fragestellungen bei der Entwicklung eines autonomen Roboters. Zugleich sind es Themen, die Informatikstudierende in Vorlesungen kennen lernen und in Projekten vertiefen sollen. Seit 2009 werden daher am Institut für Robotik und Kognitive Systeme der Universität zu Lübeck gemeinsam mit Studierenden intelligente Segelroboter in Form kleiner Boote entwickelt.

Die Arbeit an einer interdisziplinären Fragestellung ist für die Studierenden eine gute Vorbereitung auf spätere Aufgaben. Der Bezug zu anderen Anwendungen der Informatik liegt nahe. So ist zum Beispiel der Schwerpunkt der Forschung am Lübecker Institut für Robotik und Kognitive Systeme die Entwicklung von Methoden zur Navigation und von Robotern für die Medizin. Ähnlich wie ein Roboterboot seine Position und die Lage von Untiefen anhand einer Karte ermitteln muss, ist es beispielsweise auch in der Medizin wichtig, die genaue Lage von Instrumenten und Organen anhand von Bilddaten zu bestimmen.

Eine besondere Herausforderung liegt in der Vielzahl unterschiedlicher Probleme, die beim Bau eines Roboters zu bewältigen sind. Einerseits gehört dazu die Entwicklung von Hard- und Software, angefangen von einer genauen GPS-Platine und leichten Windsensoren bis zur den eigentlichen Steueralgorithmen. Daneben sind Aufgaben zu lösen, die für Informatiker ungewöhnlich sind. Kollegen von der Fachhochschule Lübeck haben beispielsweise bei der Kalibrierung der Sensoren im Windkanal geholfen, und gemeinsam mit Lübecker Modellseglern wurden Segel entworfen. 

Die Idee, die Veranstaltungen nach Lübeck zu holen, brachten Master-Studierende der Universität von ihrer Reise zur letzten Weltmeisterschaft in Kanada mit, an der sie mit großem Erfolg teilgenommen haben. Neben einem international besetzten Programmkomitee wirkten bei der Vorbereitung und Durchführung von Tagung und Wettkämpfen unter anderem auch Dr. Petra Roßkopf, Leiterin des Hochschulsports Lübeck, und Studierende der Fachhochschule mit, die von Prof. Dr. Ole Blaurock, Prof. Dr. Nane Kratzke und Prof. Dr. Uwe Krohn betreut wurden. Die professionelle Leitung der Wettfahrten erfolgte durch Walter Mielke vom Lübecker Yachtclub.

Unterstützt wurde die Veranstaltung unter anderem von der Sparkassenstiftung, der Initiative „Hanse trifft Humboldt“, der Universität zu Lübeck, der Fachhochschule Lübeck, dem Lübecker Yachtclub sowie von Lübecker Unternehmen.