Neues Roboter-Umweltmonitoring-System der TU Bergakademie Freiberg mit künstlicher Intelligenz misst verschiedenste Umweltparameter und die Wasserqualität von Talsperren und Stauseen in Echtzeit.
Roboter Uni Freiberg: Prof. Dr. Jörg Matschullat bei Arbeiten an der Plattform.
Bild: Detlev Müller / TU Bergakademie Freiberg
Ein Freiberger Forscherteam, koordiniert von Prof. Yvonne Joseph, will mit dem RoBiMo-Projekt über eine neuentwickelte Plattform verschiedene Geräte für Experimente und Messungen transportieren und steuern. An Position gebracht wird sie zu einem Schwimmroboter. Erste Tests zur Gaszusammensetzung im Wasser erfolgten nun am Kreuzteich in Freiberg. Diese ermöglicht Rückschlüssen auf die Respiration (Atmung) von Seen und Talsperren. Das ist bisher vor allem an kleineren Seen und Talsperren mit für normale Boote oder Schiffe unzugänglichen Stellen nur schwer und nicht in Echtzeit möglich. Dabei sind gerade Binnengewässer an der Speicherung beziehungsweise der Freisetzung von klimawirksamen Spurengasen (Kohlendioxid, Methan, Lachgas) überdurchschnittlich beteiligt.
„Der erste Testlauf lief sehr zufriedenstellend und hat gezeigt, dass unser Konzept für die modulare Plattform aufgeht. Nun wird noch ein wenig am Prototyp gearbeitet, denn schon ab 13. Juli wird das System von drei Masterstudierenden bei ihren Arbeiten auf der LTV-Talsperre Klingenberg weiter getestet und für umfangreiche Messungen eingesetzt“, erklärt Prof. Jörg Matschullat von der TU Bergakademie Freiberg. Im nächsten Schritt wird die auf den Namen „Ferdinand“ (angelehnt an Ferdinand Reich, den Freiberger Entdecker des Elementes Indium) getaufte Monitoring-Plattform mit einer Sensorkette und einem Sonar erweitert. Das ermöglicht die Messung von Temperatur, Druck, pH-Wert und chemischen Inhaltsstoffen sowie das hochauflösende bildhafte Erfassen des Gewässergrundes. „Perspektivisch denken wir an eine vollständige Autonomie der Plattform mit Eigenantrieb, Kollisionsprävention unter und über Wasser sowie einer automatisierten Übertragung der bei seiner Fahrt erfassten Umwelt- und Geodaten an eine Basisstation am Ufer. Von dort können wir die Informationen mit Hilfe künstlicher Intelligenz aufbereiten und in 3D visualisieren“, erklärt Koordinatorin Joseph.
Bereits im kommenden Jahr wird das System für eine erste Gelände-kampagne ins Amazonasbecken gehen. Geplant sind Fahrten auf verschiedenen Talsperren und temporär überfluteten (Wald)flächen, um unter anderem die Bodenatmung im Regenwald in Echtzeit zu messen.
Das im Januar 2020 gestartete interdisziplinäre EU-Projekt fügt sich ein in das Zentrum für Wasserforschung Freiberg, das die vielfältigen Aktivitäten im Bereich der Forschung und Lehre an der Bergakademie bündelt. Es wird aus Mitteln des Landes Sachsen und des Europäischen Sozialfonds für drei Jahre (Januar 2020 bis Dezember 2022) gefördert. Beteiligt sind insgesamt sieben Professuren aus verschiedenen Bereichen der Umwelt-, Geo- und Ingenieurwissenschaft; der Mikroelektronik und der Informatik sowie Wissenschaftstaucher/innen des Scientific Diving Centers.