Wir wollen die Besatzung bei Fahrmanövern unterstützen

Prof. Dr.-Ing. habil. Thomas Meurer und Max Lutz von der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel haben uns Fragen zu Ihrem Forschungsprojekt beantwortet.

Woran forschen Sie?

Meurer: Wir arbeiten an Themen der automatisierten bzw., autonomen Schifffahrt und hier speziell an der Art und Weise, wie ein Schiff gesteuert und geregelt werden muss. Wir denken da zuerst an Assistenzsysteme, das heißt, dass wir die Besatzung bei gewissen Fahrmanövern oder An- und Ablege-Manövern unterstützen wollen, ganz analog zu den Parkassistenten im Auto. Das Ergebnis unserer Arbeiten sind Algorithmen, welche die Antriebe und das Ruder so beeinflussen, dass wir die gewünschten Manöver realisieren können. Dafür bestimmen wir ein mathematisches Modell des Schiffs, welches dessen Dynamik mit Antrieb und Ruder sowie das Umfeld des Schiffes umfasst. Man nennt dies heutzutage einen ‚digitalen Zwilling‘. Dieser lässt sich am Computer simulieren und analysieren, so dass man das Verhalten beobachten kann, ohne teure Experimente. Darauf aufbauend formulieren wir konkret Optimierungsprobleme und lösen sie mathematisch.

Welche Verbesserung bringt das für die maritime Branche?

Meurer: Wir tragen dazu bei, Kosten und Energie zu sparen und weniger Einsatzstoffe zu verbrauchen, um das Schiff zu führen. Auch Sicherheit ist ein Aspekt, ohne menschliche Fehler fahren Schiffe sicherer. Der Mensch spielt auch weiterhin eine wichtige Rolle, aber heutzutage sind nur noch wenige bereit mehrere Monate auf See zu verbringen und mit den eben beschriebenen Systemen können wir diesen Personalmangel auffangen.

Was fasziniert Sie daran?

Lutz: Die Universität zu Kiel liegt ja direkt an der Kieler Förde, wir haben also die Motivation unmittelbar vor Augen. Ich bin zudem auch Segelsportler und kenne dadurch viele dieser Manöver aus eigener Erfahrung und weiß, wie lange es dauert, bis ein Mensch gelernt hat, richtig an- und abzulegen. Ich finde es faszinierend, diese Problemstellungen in eine Computersprache zu übersetzen und einen Algorithmus zu entwickeln, der das, was man als Mensch mühsam lernen muss, relativ einfach und teilweise auch präziser umsetzen kann.

Was wird in den nächsten fünf Jahren wichtig in der maritimen Forschung?

Lutz: Für uns steht in diesem Forschungsfeld neben verschiedenen methodischen Fragestellungen der Praxistest an. Es gibt an der Universität Kiel und der Region das Bestreben die beiden Fördeufer und insbesondere den Ost- und Westcampus mit einem kombinierten Betrieb aus autonomen Bussen und autonomen Fähren zu verbinden. Dies ist ein spannendes Projekt, welches für uns eine Motivation ist und viele Anknüpfungspunkte bietet.

Meurer: Die Entwicklung verläuft teilweise parallel zum automatisierten bzw. autonomen Straßenverkehr. Es wird natürlich spannend, wenn das, was wir hier ausrechnen, tatsächlich zur Anwendung kommt und sich zeigt, was funktioniert und was nicht. Hieraus werden sich für uns als Regelungstechniker neue Aufgabenstellungen ergeben, zu deren Lösung wir bestehende Methoden erweitern und auch sicher neue Verfahren entwickeln werden.

Was werden Sie nie gefragt, würden Sie aber gerne mal sagen?

Meurer: Unser Fachgebiet die Regelungstechnik wird gerne als „hidden science“ bezeichnet. Das heißt sie ist nahezu omnipräsent, vom Auto über das Schiff bis zur Waschmaschine, aber die zugrundeliegenden Ansätze und Methoden sind für den Außenstehenden nicht unmittelbar oder nur in kritischen Situationen sichtbar.

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