Labor zur Unterwasser-Forschung

Der Haushaltsausschuss des Deutschen Bundestages hat den Weg für eine millionenschwere Förderung der Wissenschaft freigemacht. In Mecklenburg-Vorpommern soll unter der Federführung des Fraunhofer-Instituts für Graphische Datenverarbeitung IGD ein Unterwasser-Labor in der Ostsee für Forschung und Entwicklung von Unterwassertechnik in unterschiedlichsten Unterwasser-Szenarien entstehen. Dieses »Digital Ocean Lab« mit Sitz in Rostock ist ein wichtiges Kernstück und Ausgangspunkt für ein weltweit einmaliges »Ocean Technology Center« – ein Innovationscampus zur Unterwassertechnik, der eine enge Kooperation von Unternehmen und Forschungseinrichtungen ermöglicht und auf die Entwicklung neuer Produkte und Dienstleistungen abzielt. Damit wird Rostock in den kommenden Jahren zum führenden Standort der technologischen Unterwasserforschung mit internationaler Bedeutung ausgebaut. Das Land Mecklenburg-Vorpommern hat seine finanzielle Unterstützung bereits fest zugesagt, durch die Bewilligung der Bundesgelder kommt ein entscheidender Baustein bei der Realisierung des Infrastruktur-Projekts hinzu.

Bedeutung eines Unterwasser-Testfeldes

Gerade die erschwerten Bedingungen im Meerwasser machen intensive Praxistests für zuverlässige Lösungen zwingend erforderlich. Bisher gibt es allerdings kaum Möglichkeiten, komplexe Systeme der Unterwassertechnik und deren Zusammenspiel in realen Szenarien zu testen. Die neue küstennahe Infrastruktur des »Digital Ocean Lab« in Anbindung an das künstliche Riff vor Nienhagen ermöglicht die Entwicklung und Erprobung von Unterwassertechnik unter realen Bedingungen im Meer. Vorgesehen sind verschiedene Unterwassertestfelder, mit denen die komplette Bandbreite der Einsatzmöglichkeiten unter Wasser abgedeckt werden sollen. Testfelder zur Altmunitions-Detektion, Gelände mit Kabelsträngen und Pipelines, nachgebaute Offshore-Anlagen und simulierte Hindernisse gliedern sich in separaten Zonen. Forschungsschwerpunkte des Fraunhofer IGD liegen dabei auf der optimierten Bildverarbeitung unter Wasser sowie der Entwicklung sowohl ferngesteuerter als auch autonomer Unterwasserfahrzeuge. Diese kommen überall dort zum Einsatz, wo der Mensch nur unter sehr erschwerten Bedingungen Zugang erhalten könnte (Offshore-Anlagen, Pipelines) oder gar persönliche Gefahren in Kauf nehmen müsste (Altmunition).

Rostock weltweit führend in Unterwassertechnik-Forschung

Unterwassertechnik und deren Entwicklung und Erforschung ist ein interdisziplinäres High-Tech-Segment mit großen Wachstumschancen (siehe Bild links*). Als international führende Einrichtung für Angewandte Forschung im Visual Computing verfügt das Fraunhofer IGD an seinem Zweit-Standort Rostock über jahrelange Expertise im Bereich der bildbasierten Unterwasserforschung und wertvolle Kontakte in der maritimen wie wissenschaftlichen Landschaft in Deutschlands Norden. In enger Kooperation mit anderen Fraunhofer-Instituten und wissenschaftlichen Forschungseinrichtungen aus Mecklenburg-Vorpommern entsteht im »Digital Ocean Lab« eine interdisziplinäre Projektgruppe mit einmaligem Know-how. »Mit dem geplanten Labor schaffen wir optimale Bedingungen für aktuelle sowie zukünftige Forschungsthemen und stärken so das maritime Profil unserer Hansestadt,« so Prof. Uwe Freiherr von Lukas, Standortleiter des Rostocker Fraunhofer IGD.

Unterwasserforschung und ihre Herausforderungen

Auf den Meeren und unter Wasser herrschen raue Bedingungen, die Mensch und Technik vor besondere Herausforderungen stellen. Unterwassersysteme jeglicher Art müssen losgelöst von WiFi und GPS sehr autonom agieren. Neue Lösungen in Sachen Kommunikation und Sensorik sind gefragt. Die Unterwasserbedingungen an sich – hohe Wasserdrücke, Salzwasser, Biofouling sowie starke und unberechenbare Meeresströmungen – erfordern spezifische und robuste Lösungen und innovative Materialien. Die Detektion von Munitions-Altlasten ist ein wichtiges Anwendungsgebiet der Unterwassertechnik und stellt bei den erschwerten Sichtbedingungen unter Wasser eine große Herausforderung dar. Das Fraunhofer IGD entwickelt dazu am Standort Rostock gemeinsam mit regionalen Partnern anspruchsvolle Algorithmen zur Bildverbesserung von Unterwasser-Aufnahmen, so dass eine Detektion, Segmentierung und Klassifizierung von Objekten wie nicht detonierter Munition gelingen kann. Der nächste Technologieschritt ist bereits in Arbeit: Eine smarte Kamera, bei der echtzeitfähige Bildverbesserung und Objekterkennung mittels Künstlicher Intelligenz direkt in miniaturisierter Digitaltechnik umgesetzt werden.

* Ein mögliches Forschungsfeld im »Digital Ocean Lab«: Ein flexibles Monitoring-System zur Umweltüberwachung im Umgebungswasser von Offshore Öl- und Gasproduktionsplattformen und im Bereich von Offshore-Windanlagen. (© Fraunhofer IGD)