Mit U-Boot zur Hannover Messe

„Wir arbeiten an visionären neuen Anwendungen für eingebettete Systeme“, sagt Slomka, seit einem Jahr Inhaber des neu eingerichteten Informatik-Lehrstuhls in Ulm und zuvor als einer der ersten Juniorprofessoren in Deutschland vier Jahre an der Universität Oldenburg.

Als Beispiele für den Einsatz dieser Systeme nennt er dezentrales Energiemanagement, Robotik, die Kraftfahrzeug-Elektronik und den Mobilfunk. Insofern dient das Mini-U-Boot bei der HMI nur als Blickfang. Seine eigentlichen Qualitäten transportiert der mittels Standardkomponenten aus dem Modellbau konstruierte Prototyp im Inneren.
„Bei der Implementierung der Steuerungscomputer haben wir Neuland betreten“, berichtet Professor Slomka. So seien konsequent programmierbare Logikschaltungen eingesetzt worden, so genannte FPGAs also. Diese ermöglichten „eine flexible Auslegung der Hard- und Software-Architektur und die Studenten in einen modernen Hard-/Software Codesign-Entwurfsprozess einzuführen“.

Entstanden sei der Roboter nämlich im Rahmen studentischer Arbeiten zu Lehrzwecken. „Im Vordergrund stand dabei, den Studenten eine praxisnahe Ausbildung zu ermöglichen“, so der Wissenschaftler. Nicht zuletzt deswegen sei auch ein möglichst kostengünstiges System angestrebt worden. Die inneren Qualitäten des Tauch-Roboters allerdings sind bemerkenswert. „Da die verwendete Hardware-Plattform skalierbar ist, wird ein und der selbe physikalische Aufbau in unterschiedlichen Komponenten des Roboters eingesetzt“, beschreibt Frank Slomka die Grundkonzeption.

Entwickelt haben die Informatiker schließlich ein Regel- und Navigationssystem, ein Sonarsystem und ein Bildverarbeitungssystem. Damit operiert der mit einer Kamera im Bug bestückte und ausschließlich von sechs Propellern gesteuerte Roboter unter Wasser absolut autonom, kann jedoch bei Fahrten über Wasser mit neuen Missionen per Funk programmiert werden. Professor Slomka zufolge ein großer Vorteil ist das Echzeitsystem der Steuerung:

„Damit kann der Roboter ähnlich einer Fledermaus auf seine jeweilige Umgebung unverzüglich reagieren.“ Noch allerdings ist diese auf Schwimmbecken beschränkt, nicht nur der maximalen Tauchtiefe von zehn Metern wegen. Die Ulmer Wissenschaftler entwickeln aber bereits ein Gerät, das Tiefen bis zu 150 Metern erlauben soll, langfristig übrigens auch im Salzwasser.

Mögliche Anwendungen einer kommerziellen Version des Systems sieht Professor Slomka in der Erforschung von Karstquellen, etwa im Bereich des unweit Ulms liegenden Blautopfs, aber auch bei der Überwachung von Untersee-Pipelines oder von Seekabeln sowie im Einsatz bei Polizei oder Zoll zur Überwachung und zum Schutz von Seehäfen.

Weitere Informationen: Prof. Dr.-Ing. Frank Slomka, Tel. 0731/50-24180