Nachrichten, Gerüchte, Meldungen und Berichte aus der IT-Szene
Redaktion: Heinz Schmitz
Schwarmintelligenz für die Erforschung des Mars
Ziel der VaMEx-Initiative ist die Erforschung des 3.000 Kilometer langen Tals „Valles Marineris“ auf dem Mars. (Bild: NASA / JPL-Caltech)
Die Idee: Ein Schwarm autonom agierender, untereinander vernetzter Roboter soll das riesige Valles-Marineris-Tal auf dem Roten Planeten erforschen – auf dem Boden und von der Luft aus. Auch in die Höhlen, die es in dem Tal geben dürfte, sollen die Roboter vordringen und dort Bilder und andere Daten sammeln.
Das ist das Ziel der VaMEx-Initiative der Deutschen Raumfahrtagentur im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Das Vorhaben läuft seit 2012 und ist nun in der inzwischen vierten Entwicklungsphase angekommen. Die Beteiligten arbeiten weiterhin an den Schlüsseltechnologien, die Roboterschwärme für die Erkundung des schwierigen Geländes auf dem Mars brauchen.
Robuste Lösungen für Roboterschwärme
Die JMU-Professoren bauen auf Vorarbeiten auf, die sie und andere in den vergangenen Jahren in der VAMEX-Initiative geleistet haben. Außerdem setzen sie einige neue Schwerpunkte.
Allgemein geht es in dem Vorhaben darum, robuste Navigations- und Koordinationslösungen für Schwärme von fliegenden, laufenden und fahrenden Robotern zu entwickeln. Zum Start des neuen Projekts beteiligen sich die Teams der JMU zunächst an der Definition der Gesamtsystemarchitektur, der Anforderungsspezifikation sowie der Festlegung relevanter Hard- und Softwareschnittstellen.
Würzburger SkyCAM wird weiterentwickelt
Ein Schwerpunkt liegt auf der Weiterentwicklung des SkyCAM-Systems. Dieses Kamerasystem stammt aus dem Forschungsteam von Hakan Kayal. Es ist für die Beobachtung des Himmels konzipiert und soll gezielt und automatisch kurzzeitige Himmelsphänomene wie Blitze, Wolkenbildung, Meteore oder unbekannte anomale Erscheinungen (UAP, Unidentified Anomalous Phenomena) am Himmel aufspüren. „Wir passen SkyCAM jetzt für die Integration auf dem Janus-Marsrover an und bereiten das System dann für einen Einsatz bei der AMADEE-27-Analogmission vor“, sagt Hakan Kayal. Diese Mission des Österreichischen Weltraum Forums findet auf der Erde unter Bedingungen statt, die denen auf dem Mars möglichst nahekommen. Sie ist für den 5. bis 18. April 2027 in Monsaraz in Portugal geplant.
Kayals Team möchte dort über zwei oder drei SkyCAM-Stationen verfügen, die gleichzeitig Phänomene am Himmel erfassen und ihre Daten untereinander abgleichen. Neben der Aufnahme von Fotos und Videos geht es vor allem auch darum, Entfernung, Geschwindigkeit und Flugprofil beweglicher Objekte zu messen und die Navigation der Roboter des VaMEx-Schwarms zu unterstützen.
Spezielles Navigationssystem ist in Arbeit
Das Team von Guido Dietl arbeitet an Technologien, die den Robotern eine zuverlässige Orientierung auf dem Mars ermöglichen. Da es dort keine Navigationssatelliten wie das GPS auf der Erde gibt, soll ein Navigationssystem entwickelt werden, das Daten aus Sternen- und Sonnensensoren mit Positionsdaten über ein Funkbakennetz kombiniert.
Dabei soll die Ultra-Wideband (UWB) Technologie sowohl zur präzisen Entfernungsmessung als auch zur Bestimmung der Winkel zu den jeweiligen Baken eingesetzt werden. Durch die Kombination all dieser Messdaten sollen die Roboter ihre Position und Fahrtrichtung auch in anspruchsvollem Gelände selbstständig und zuverlässig bestimmen können.
Die an der Uni Würzburg entwickelten Sensor- und Navigationssysteme werden schrittweise in den Roboterschwarm integriert und bei künftigen Analogmissionen und abschließenden Feldtests unter realitätsnahen Bedingungen validiert.
Über das Projekt
Das Würzburger VaMEx-ARES-Teilprojekt „Navigationsunterstützende Robotik- Hardware, Funk-SW-Weiterentwicklung, UWB-Sensorfusion, SkyCAM- Navigationsalgorithmen“ wird unter dem Förderkennzeichen 50NA2606D von der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestags mit Mitteln des Bundesministeriums für Forschung, Technologie und Raumfahrt gefördert. Im Verbund VaMEx-ARES sind außerdem Forschungsgruppen der Universität Bremen, des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI), der TU Braunschweig, der Universität Erlangen-Nürnberg und der RWTH Aachen dabei. Hakan Kayal, Professor für Raumfahrttechnik, und Guido Dietl, Professor für Satellitenkommunikation und Radarsysteme, sind an VaMEx beteiligt.
Siehe auch: