Schwimmender Roboter prüft die Wasserqualität: In erster Linie nimmt er Binnengewässer ins Visier

Binnengewässer sind an der Speicherung beziehungsweise der Freisetzung von klimawirksamen Spurengasen wie Kohlendioxid, Methan und Lachgas überdurchschnittlich beteiligt. Wie hoch die Immissionen und Emissionen genau sind lässt sich vor allem an kleineren Gewässern nicht feststellen, sodass Gegenmaßnahmen unmöglich sind. Hier soll Ferdinand einspringen, der Prototyp eines neuen schwimmenden Roboter-Umweltmonitoringsystems. Den kleinen Katamaran, der Sensoren wie Thermometern, pH-Messgeräte und ein Sonar zur Abbildung des Untergrunds transportieren kann, hat ein Team um Jörg Matschullat, Professor und Direktor des Interdisziplinärns Ökologischem Zentrums der Technischen Universität Bergakademie Freiberg entwickelt. Er soll künftig autonom über Gewässer mäandern und Daten in Echtzeit übermitteln.

Erste Tests erfolgreich absolviert

Erste Tests zur Gaszusammensetzung im Wasser gab es auf den Kreuzteichen in Freiberg. Diese ermöglichten Rückschlüsse auf die Atmung des Gewässers und damit auf dessen ökologischen Zustand. Bei zu geringem Sauerstoffgehalt etwa durch übermäßiges Pflanzenwachstum stirbt ein Binnengewässer ab, es enthält kein Leben mehr.

„Der erste Testlauf lief sehr zufriedenstellend und hat gezeigt, dass unser Konzept für die modulare Plattform aufgeht“, sagt Matschullat. Mittlerweile haben drei Masterstudierende das kleine Boot zur LTV-Talsperre Klingenberg im Osterzgebirge transportiert, um die Versuche fortzusetzen.

Ziel ist die vollständige Autonomie

„Perspektivisch denken wir an eine vollständige Autonomie der Plattform mit Eigenantrieb, Kollisionsprävention unter und über Wasser sowie eine automatisierte Übertragung der bei seiner Fahrt erfassten Umwelt- und Geodaten an eine Basisstation am Ufer. Dort können wir die Informationen mit Hilfe künstlicher Intelligenz aufbereiten und in 3D visualisieren“, sagt Professor Yvonne Joseph, Koordinatorin des Projektes. 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, das an der TU Freiberg angesiedelt ist.

2021 geht es ins Amazonasbecken

Im kommenden Jahr wird das System für eine erste Geländekampagne ins Amazonasbecken transportiert. Geplant sind Fahrten auf verschiedenen Binnengewässern und temporär überfluteten (Wald)flächen, um unter anderem die Bodenatmung im Regenwald in Echtzeit zu messen.