Challenge Smart Wrecks

Challenge – Smart Wrecks

Während des Hackathons ist Christian mit einer smarten und digitalen Idee alten Schiffwracks auf den (Meeres-) Grund gegangen. Ein wichtiges Thema für Nord- sowie Ostee und somit auch für die KielRegion, denn alte Wracks liefern jede Menge Hinweise zur Seefahrt in früheren Zeiten und viele Potentiale im Küsten- & Meeresschutz.

Bei der Erforschung der Wracks werden Unterwasserarchäolog*innen und Biolog*innen heutzutage von Robotern unterstützt. Für die Hindernis- und Kollisionsvermeidung der Roboter können akustische Sonaren eingesetzt werden, die die Umgebung mithilfe von Unterwasserschallwellen abtasten. Problem bei diesem Vorgehen ist jedoch, dass die Messdaten des Sonars durch Partikel im Wasser und zurückgeworfene Echos stark verrauscht sind. Eine direkte Verwendung der Daten ist somit nicht möglich.

Christian hat sich dieser Herausforderung gestellt, um mittels eines neuen und innovativen Ansatzes eine Lösung für das Problem zu entwickeln. Dabei hat er Unterstützung von Mentor Tim von MeltingPlot bekommen. Während Christian Expertise im Bereich der digitalen Signalverarbeitung als Co-Founder des Unternehmens sonoware mitbringt, ergänzt Tim die Teamkompetenzen mit seinen Hacking-Fähigkeiten und ein Talent für das Hineindenken in komplexe Problematiken. Mit dieser interdisziplinären Aufstellung startete die Challenge – Smart Wrecks Detectors.

Ein Praxisbeispiel und die Datenquelle für das Problem der Challenge lieferten die autonomen Unterwasserfahrzeuge (AUVs) des GEOMARs. Aufgrund der geringer Sichtweite speziell in der Ostsee kommt es im Praxiseinsatz zu Schwierigkeiten für die autonomen Navigation. Aus ersten Lösungsversuchen, mittels der Verwendung eines leichten vorwärtsgerichteten Sonars, resultierten bisher qualitativ schlechte Daten.

Die Lösung des Problems sah Christian in der Datenverbesserung des kleinen Sonars mit Hilfe digitaler Signalverarbeitungsmethoden, um eine automatische Kollisionsvermeidung der AUVs zu ermöglichen. Um dieses Ziel zu erreichen, musste sich das Team Smart Wrecks jedoch erst einmal einiger Herausforderungen stellten:

Datenextraktion von Sonardaten aus dem Binärdateiformat
Verbesserung der Sonardaten mit Hilfe der digitalen Signalverarbeitungsansätze
Visualisierung von rohen und verarbeiteten Sonardaten

Mit der Unterstützung von Tim sowie dem AuV Team rund um Marcel Rothenbeck ist es Christian während des Hackathons gelungen, einen Lösungsansatz in Form einer modularen Software zur Echtzeit-Signalverbesserung und Verarbeitung von Sonarsignalen für autonome Unterwasserfahrzeuge zu entwickeln. Für die Konzeption eines Geschäftsmodells wurden zudem Gespräche mit potenziellen Kund*innen geführt, um mehr über potenzielle Anforderungen, Entwicklungskosten und Lizenzgebühren zu erfahren.

Wir sind begeistert von Christians Ideenumsetzung und sehen in seinem Lösungsansatz viel Potenzial: eine verbesserte Navigation von autonomen Unterwasserfahrzeuge kann nicht nur die Erforschung alter Schiffwracks erleichtern. So könnte beispielsweise die Detektion von Munitionsaltlasten im Meer von dem Fortschritt der Signalverbesserung profitieren oder bei der Erschließung neuer Offshore Windparks für eine Beschleunigung bei der Vermessung neuer Ausbaugebiete ermöglichen.