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SMIS - Subsea Monitoring via Intelligent Swarms

SMIS - Subsea Monitoring via Intelligent Swarms
Ansprechpartner:

Dipl.-Math. Dipl.-Inform. David Oertel

M. Sc. Sergej Neumann

Links:
Projektgruppe:

CoMiRo

Förderung:

BMWi

Starttermin:

01.01.2013

Endtermin:

31.10.2016

Logo_SMIS

Das Bundeswirtschaftsministerium bewilligt rückwirkend zum 1. Januar 2013 die Förderung des Ent-wicklungsprojekts SMIS – Subsea Monitoring via Intelligent Swarms (Erarbeitung eines innovativen Systems zum effizienten Monitoring großflächiger Unterwassergebiete unter Nutzung von Team-/Schwarmtechnologie)

In SMIS arbeiten Ingenieure und Wissenschaftler gemeinsam an einem neuartigen Konzept zur auto-nomen Überwachung und Erkundung der maritimen Umwelt basierend auf druckneutraler Technologie. Das SMIS-System soll zunächst zwei Unterwasserfahrzeuge (AUVs), eine Unterwasser-Bodenstation und ein Oberflächenfahrzeug umfassen, die unter Nutzung von Schwarmprinzipien von einem Forschungsschiff oder gegebenenfalls einer Landstation betrieben werden. Das prominente Alleinstellungsmerkmal der SMIS-Flotte ist der Einsatz des Schwarmsystems über den gesamten Tie-fenbereich bis 6.000 m. Dies wird durch neuartige Algorithmen zur Schwarmsteuerung und zur Kommunikation zwischen den Fahrzeugen und der Bodenstation bzw. der Leitzentrale an Bord des Forschungsschiffes realisiert.

Das SMIS System wird derart konzipiert, dass es durch modulare Zusammenstellung gezielt auf ge-forderte Einsatzzwecke sowohl für die Tiefsee-Meeresforschung als auch besonders für die kommer-zielle Meerestechnik einsetzbar wird: Potentiale des Systems liegen in den Bereichen marine Roh-stoffgewinnung, Hydrographie, Kabel- und Pipeline-Trassierung, Überwachung von Fundamenten von Offshore-Windanlagen, etc. Der verfolgte Team-/Schwarmansatz wird dabei erheblich zur Steigerung der Effizienz und damit zur Kostensenkung der Schiffseinsätze beitragen.

Der Beitrag des IPR umfasst mit der Entwicklung der Schwarmsteuerung, einer Simulationsumgebung und einem Missionsplanungs- und Optimierungstool drei wesentliche Bestandteile des Projekts.
• Die Schwarmsteuerung koordiniert die sichere Abwicklung der Mission im Fahrzeugverbund. Hier werden neuartige Technologien erforscht, um das Potential von autonomen Roboter-schwärmen im Flachwasser und in der Tiefsee auszuschöpfen.
• Eine Simulationsumgebung erlaubt die Verifikation der entwickelten Schwarmalgorithmen über die Möglichkeiten des realen Systems hinaus. Während die Anzahl der realen Roboter stark begrenzt ist, können in der Simulation große Schwärme nachgebildet werden um die Algorithmen zu testen und die „Schwarmbarkeit“ von Missionsszenarien zu ermitteln.
• Mit Hilfe der Missionsoptimierung wird die Effizienz des SMIS-Systems noch einmal wesentlich erhöht. Indem das Missionsziel und die Umweltbedingungen am Einsatzort analysiert werden, kann bereits vor Missionsstart ein optimierter Missionsplan für das Schwarmsystem generiert werden.

Das SMIS Konsortium umfasst die Projektpartner IMPaC Offshore Engineering GmbH aus Hamburg (Projektkoordination), Enitech GmbH aus Bentwisch, das Center for Marine Information Systems (CeMarIS) der Universität Rostock, das Institut für Prozessrechentechnik, Automation und Robotik (IPR) des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT), das Fachgebiet Entwurf und Betrieb Maritimer Systeme der Technischen Universität Berlin sowie als potentiellen Nutzer, das Leibniz-Institut für Ostseeforschung in Warnemünde (IOW).