Der Einsatz zeigt, wie sich autonome Plattformen in bestehende Forschungs- und Messprozesse einbinden lassen und dabei hochauflösende Daten auch in schwer zugänglichen Gebieten liefern.
USV OTTER: Flexible Plattform für maritime Datenerhebung
Der eingesetzte USV OTTER Pro, von Maritime Robotics, ist ein kompaktes, seegängiges unbemanntes Oberflächenfahrzeug für autonome Messkampagnen in Küstengewässern, geschützten Seegebieten und auch auf Binnengewässern. Am DFKI wird das System für maritime Forschungsszenarien genutzt und mit entsprechender Sensorik für die Datenerhebung ausgestattet.
Durch seine kompakte Bauweise kann USV OTTER auch in Bereichen operieren, die für größere Forschungsschiffe schwer zugänglich sind. Besonders im Bereich nahe der Wasseroberfläche, zwischen 0 bis 6 m, bietet es Vorteile und ermöglicht eine kontinuierliche, hochauflösende Datenerfassung.
Zur eingesetzten Sensorik zählen unter anderem:
- ein Side-Scan-Sonar (Norbit iWBMS) zur detaillierten Kartierung des Meeresbodens
- eine CTD-Sonde (AML-3 LGR) zur Erfassung zentraler ozeanographischer Parameter wie Leitfähigkeit, Temperatur und Tiefe
Das Fahrzeug kann entweder manuell ferngesteuert oder autonom entlang vordefinierter Wegpunkte navigiert werden. Es ist für den Einsatz bei geringem Seegang bis 0,75 m Wellenhöhe ausgelegt.
Vier Einsätze unter realen Bedingungen
Während der Fahrt absolvierte das USV OTTER vier aufeinander aufbauende Missionen.
Im ersten Einsatz standen Manövrierfähigkeit, Stabilität und Handling unter realen Bedingungen im Fokus.
Im zweiten Einsatz folgte der USV OTTER einem vordefinierten Wegpunktmuster zur bathymetrischen Kartierung. Das Side-Scan-Sonar lieferte kontinuierlich hochauflösende Daten des Meeresbodens, während parallel CTD-Messungen durchgeführt wurden. Zunehmender Seegang und steigende Windgeschwindigkeiten führten zu einem vorzeitigen Abbruch der Mission, lieferten jedoch zugleich wichtige Erkenntnisse zu den operativen Grenzen des Systems.
Der dritte und vierte Einsatz erfolgte in einem weiteren Testgebiet nördlich von Helgoland. Dort wurden zwei strukturierte Survey-Muster gefahren, um systematische Flächenabdeckung zu erreichen. Aufgrund begrenzter Zeit konnte das geplante Muster des 3. Einsatz nicht vollständig abgeschlossen werden. Dafür konnte der letzte und 4. Einsatz vollständig durchgeführt werden.
Ergänzung klassischer Forschungsmethoden
Die Einsätze zeigen, wie autonome Systeme wie USV OTTER bestehende marine Forschungsinfrastrukturen sinnvoll ergänzen. Sie ermöglichen flexible und skalierbare Datenerhebungen, insbesondere in schwer zugänglichen Gebieten, und liefern kontinuierliche Messreihen bei reduziertem personellem Aufwand.
Parallel zur OTTER-Erprobung kamen klassische ozeanographische Methoden zum Einsatz, darunter CTD-Profile, Strömungsmessungen mittels ADCP sowie Drifter-Experimente zur Analyse von Wassermassenbewegungen in der Deutschen Bucht. Diese dienten als Referenz- und Vergleichsdaten für die autonomen Messungen.
Perspektiven für die marine Forschung
Die Ergebnisse der Einsätze unterstreichen die Relevanz autonomer Plattformen für zukünftige marine Forschungsinfrastrukturen. Im Zusammenspiel mit datengetriebenen Ansätzen und KI-gestützter Auswertung eröffnen sich neue Möglichkeiten für eine effizientere und präzisere Umweltbeobachtung.
Die Messkampagne wurde in enger Zusammenarbeit mit dem ICBM – Institut für Chemie und Biologie des Meeres – und der Carl-von-Ossietzky Universität Oldenburg sowie weiteren Partnern der deutschen Meeresforschung durchgeführt. Das DFKI dankt allen Beteiligten – insbesondere dem Fahrtleiter Dr. Thomas Badewien, den Studierenden für ihr Engagement sowie der Besatzung der FS HEINCKE – für die erfolgreiche Umsetzung unter realen Einsatzbedingungen. Ein besonderer Dank gilt der Carl-von-Ossietzky Universität Oldenburg für die Möglichkeit, das USV OTTER im Rahmen dieser Forschungsfahrt in der Nordsee zu erproben.
Kooperationspartner:
Verantwortliches Institut: ICBM - Institut für Chemie und Biologie des Meeres
Carl-von-Ossietzky Universität Oldenburg
Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung
Briese Research - Briese Schiffahrts GmbH & Co. KG