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Erste Tests von Tauchroboter-Demonstrator

Das SDRZ VBS untersucht, wie Unterwasser-Roboter die Taucher des Kdo KAMIR bei ihrer vielseitigen Arbeit unterstützen können. Im Februar dieses Jahres wurde der erste gemeinsame Test mit einem Forschungsdemonstrator erfolgreich durchgeführt. Das Potential der Robotik konnte aufgezeigt und wertvolle Hinweise zur Ausrichtung der Forschungsaktivitäten eingeholt werden.

28.05.2020 | armasuisse Wissenschaft und Technologie, Kai Holtmann SDRZ VBS & Reto Schaffner Kdo KAMIR

Tethys
Test des Forschungsdemonstrators mit Angehörigen der Tauchgruppe des Kdo KAMIR im Thunersee

Zu Beginn dieses Jahres fand in Spiez ein Informationsaustausch und ein erster Test mit einem Tauchroboter-Demonstrator statt. Teilgenommen haben das Schweizer Drohnen- und Robotik-Zentrum (SDRZ VBS) von armasuisse, das Kommando Kampfmittelbeseitigung und Minenräumung (Kdo KAMIR) sowie Studierende der ETH Zürich vom Projekt «Tethys Robotics». Das Treffen in Spiez hatte zum Ziel, der Tauchgruppe des Kdo KAMIR Zwischenresultate der Forschungszusammenarbeit vorzustellen und das weitere Vorgehen zu definieren.

Kampfmittelbeseitigung am und im Wasser

Das Aufgabenspektrum des Kdo KAMIR ist sehr vielseitig: neben militärischen Kampfmittelbeseitigungseinsätzen sind sie auch für die humanitäre Minenräumung im Einsatz und unterstützen dabei friedensfördernde Operationen. Dazu gehören beispielsweise das Suchen und Bergen von Munition und deren Rückständen, das Beseitigen von Blindgängern oder das Sanieren von Schiessplätzen und Zielgebieten. Einige dieser Arbeiten fallen unter Wasser an. Sie umfassen etwa logistische Tätigkeiten wie den Materialtransport zum Ereignisort unter Wasser oder das Heben von Kampfmitteln an die Wasseroberfläche.

Robotik zur Unterstützung der Taucher

Die Arbeiten der Taucher gestalten sich grösstenteils äusserst anspruchsvoll, beinhalten aber auch einfachere repetitive und zeitintensive Teilaufgaben – ideal für den Einsatz von Robotern. Dabei kann ein Roboter die Taucher nicht ersetzen, sondern soll diese vielmehr punktuell unterstützen und um neue Fähigkeiten erweitern.

Denkbar sind beispielsweise das Beschaffen von Aufklärungsdaten, das Vermessen des Untergrundes zur Unterwasserkartographie oder die Durchführung von Transportaufgaben. Eine solche Unterstützung könnte den Taucher entlasten und dafür sorgen, dass mehr der wertvollen Atemluft unter Wasser für die Erfüllung der Kernaufgaben der Taucher zur Verfügung steht.

Forschungszusammenarbeit des SDRZ VBS mit der Tauchgruppe des Kdo KAMIR

Das Forschungsprojekt ist eine Kollaboration des SDRZ VBS mit dem Lehrverband Genie/Rettung/ABC (LVb G/Rttg/ABC) und der ETH Zürich. Darin wird der Einsatz von neuartigen Unterwasser-Robotern zu Gunsten der Tauchgruppe des Kdo KAMIR untersucht.

Bei der Vorstellung der Zwischenresultate im Februar 2020 wurde der aktuelle Forschungsdemonstrator vorgestellt und mögliche Einsatzszenarien sowie entsprechende Anforderungen besprochen. Technische Anforderungen sind unter anderem eine Tauchtiefe von 150 Metern oder das Greifen von Objekten mit 35 Millimeter Durchmesser. Ferner soll der Unterwasser-Roboter autonom und GPS-unabhängig von Start- zu Zielpunkt navigieren und mittels Sonar den Untergrund kartographieren können. Ebenso wird ein batteriebetriebener Einsatz des derzeit noch kabelgebundenen Roboters angestrebt.

Einsatz in Fliessgewässern

Nebst Tätigkeiten in Seen fallen einige Arbeiten auch in Fliessgewässern an. Eine der grossen Herausforderung solcher Einsätze stellt die Strömung dar. Während sich ein Taucher auf seine Hauptaufgabe fokussieren sollte, muss er zusätzlich gegen die Strömung ankämpfen. Zeitweilig ist sie gar so stark, dass Tauchgänge gänzlich verunmöglicht werden.

Daher werden im Forschungsprojekt zusätzliche Optimierungen des Unterwasser-Roboters für einen Einsatz in Fliessgewässern mit grosser Strömung untersucht.

Dazu wird beispielsweise ein strömungsoptimierter Körper konzipiert, der einen möglichst energieeffizienten Einsatz und ein einfaches Manövrieren erlauben soll. Um stationäre Arbeiten unter starken Strömungen zu ermöglichen, wird ein leistungsfähiges Antriebsystem und die dazugehörende Regelung zum automatischen Ausgleich der Strömungseinflüsse erarbeitet. Die zusätzliche Herausforderung dabei ist, dass in Bodennähe keine, oder nur sehr wenige Verwirbelungen generiert werden dürfen, um die Sicht unter Wasser nicht zu trüben.

Ausblick

Der neue Forschungsdemonstrator soll dieses Jahr fertiggestellt und zusammen mit den Angehörigen der Tauchgruppe des Kdo KAMIR getestet und weiter verbessert werden. Die enge und praxisnahe Zusammenarbeit ermöglicht eine zweckmässige und zielorientierte Ausrichtung der Forschung auf den Bedarf der KAMIR-Taucher.

Bei Fragen steht das SDRZ-Team unter sdrz@ar.admin.ch oder unter 058 484 61 47 gerne zur Verfügung.