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3D-Rendering zum Projekt CAPTN Förde Areal: Geplantes Design des schwimmenden Versuchsträgers
Geplantes Design des schwimmenden Versuchsträgers

Quelle: CAU / Muthesius Kunsthochschule Kiel

Projektleitung
Björn Lehmann-Matthaei, Forschungs- und Entwicklungszentrum GmbH (Fachhochschule Kiel)

Laufzeit
03/2021 bis 03/2023

Aufgabenstellung und Ziel

Die CAPTN Initiative (Clean Autonomous Public Transport Network) verfolgt das Ziel eine flexible, emissionsfreie und autonome Mobilität für Pendler und Touristen zu Wasser und zu Land zu verwirklichen. Fahrräder und Busse sollen in das neue Konzept für den öffentlichen Nahverkehr ebenfalls miteinbezogen werden. Geplant sind kleine Fähren ohne Kapitän und festen Fahrplan, die auf der Förde je nach Bedarf über eine App auf dem Smartphone rund um die Uhr geordert werden können.

Die Personenfähre soll als Testträger für die Erprobung (teil-)autonomer Systeme dienen. Dabei umfasst das Vorhaben neben der Konstruktion der Fähre auch den Aufbau eines digitalen Testfeldes sowie ein landseitiges Kontrollzentrum. Das Kontrollzentrum ermöglicht die Schiff-zu-Land-Kommunikation und die Fernsteuerung der Fähre in kritischen Manövern.

Die Idee zum CAPTN FördeAreal, hatte 2018 ein Netzwerk aus Kieler Forschungseinrichtungen und regionalen Unternehmen. Mit dabei sind die Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU), die Fachhochschule Kiel, das Wissenschaftszentrum Kiel GmbH sowie der SH-WLAN-Anbieter Addix und die Firma Raytheon Anschütz.

Bedeutung für das Förderprogramm Digitale Testfelder an Wasserstraßen

Der Versuchsträger soll sowohl Forschungsplattform für die norddeutschen Hochschulen und Forschungs-einrichtungen sein als auch Industriepartnern die Möglichkeit eröffnen, neue, in der Theorie konzipierte Lösungsansätze unter Realbedingungen und im Zusammenspiel mit anderen Technologien zu erproben und damit den Wissens- und Technologietransfer zwischen Forschung und Praxis am Standort Kiel zu verbessern.

Vorgehensweise und Untersuchungsmethoden

Forschungsschwerpunkte sind die Untersuchung von drahtlosen Breitband-Lösungen für eine echtzeitfähige Kommunikation sowie die Entwicklung von Ansätzen der künstlichen Intelligenz für die Situationswahrnehmung mittels optischer Sensoren. Die echtzeitfähige Kommunikationsinfrastruktur ist sowohl für die Fernsteuerung als auch für die landseitige Überwachung der Erprobungsfahrten notwendig.

Im ersten Schritt wird ein 18 Meter langer und acht Meter breiter schwimmender Versuchsträger gebaut. Bauherrin ist das Forschungs- und Entwicklungszentrum der Fachhochschule Kiel. Zusätzlich wird ein digitales Testfeld, ausgestattet mit höchst sensibler sensorischer Technik, auf der Kieler Förde installiert, so dass der Versuchsträger unter Realbedingungen seine Fahrmanöver durchführen kann und wichtige Daten für die Wegbereitung der autonomen Schifffahrt sammelt.

In dieser ersten Phase wird das Projekt auch noch von Menschenhand betreut. So sollen bald erste Manöver in Ufernähe erprobt werden. „Das Thema ist anspruchsvoll, da wir auf Basis der optischen Daten zu jedem Zeitpunkt, also bei Wind und Wetter, eine zuverlässige Erkennung der Schiffsumgebung erreichen müssen“, erklärt Professor Hauke Schramm. Das heißt Leuchttürme, Bojen oder Schilder müssen durch neue digitale Seezeichen und andere Kennungen ergänzt werden.

Ein Informatik-Team der Kieler Uni befasst sich dann mit der Datenverarbeitung der Sensoren und der Kommunikation des Systems zwischen Wasser und Land. Im Fokus steht dabei auch die IT-Sicherheit, so Professor Dirk Nowotka von der CAU. Schließlich sollen sich beispielsweise keine Hacker in die Lenkung der autonomen Fähre einschalten können.

Zwischenergebnisse

Damit dieses Zukunftsprojekt auch von der Bevölkerung gut angenommen wird hat sich das CAPTN FördeAreal neben der Technik auch um die Optik gekümmert. Erste Entwürfe, die in der Zusammenarbeit mit der Kieler Muthesius Kunsthochschule entstanden sind, zeigen futuristische anmutende Design-Modelle, mit reichlich Ausblick und genügend Platz – nicht nur für Personen, sondern auch für Fahrräder, Kinderwagen oder Rollstühle.

3D-Rendering zum Projekt CAPTN Förde Areal: Darstellung des geplanten landseitigen Kontrollzentrums
Darstellung des geplanten landseitigen Kontrollzentrums

Quelle: CAU / Muthesius Kunsthochschule Kiel