TY - BOOK
T1 - Der schwarmfähige Unterwasserroboter Monsun
AU - Meyer, Benjamin
PY - 2019/10/9
Y1 - 2019/10/9
N2 - Albert Einstein sagte vor langer Zeit, die Phantasie sei wichtiger als Wissen, denn das Wissen ist begrenzt. Und genau diese Phantasie war es, die die Entwicklung des Monsun AUVs ermöglichte und diesem Roboter ist die vor Ihnen liegende Dissertation gewidmet. Unsere Zeit ist geprägt durch den Wandel der uns umge- benden Umwelt und den dadurch hervorgerufenen Naturphänomenen, für die Gründe und Erklärungen gesucht werden. Der Forschungsbereich des Umweltmoni- torings beschäftigt sich mit der Bestandsaufnahme unser Welt und besonders das Gewässermonitoring erfordert einen immensen Aufwand an Datenerhebungen und Vermessungen, da zwei Drittel der Erde von Wasser bedeckt sind. Um die Verände- rungen der verschiedenen Lebensräume erkennen zu können, ist ein periodisches und flächendeckendes Monitoring alternativlos und mit konventionellen Methoden kaum zu bewerkstelligen.Immer wenn die sich ergebende Aufgabe zu groß oder komplex erscheint, liegt es in der Natur des Menschen, sich Hilfsmittel zur Erleichterung zu erstellen. So ist es nicht verwunderlich, dass die autonomen Unterwasserfahrzeuge schnell ins Auge des Betrachters fielen, um bei den Aufgaben des Monitorings zu helfen. Die vorhandenen Systeme waren allerdings vor allem für den Einsatz auf offenem Meer konzipiert, kostspielig und nicht einfach an die Aufgaben anzupassen. Diese Arbeit beschreibt daher die Entwicklung des schwarmfähigen Unterwasserroboters Monsun, der mit dem Ziel entworfen wurde, durch ein flexibles und modulares Design für viele Missionen geeignet zu sein, um dort eingesetzt werden zu können, wo große AUVs ungeeignet erscheinen. Nacheinander werden alle Komponenten des Roboters Monsun genau beschrieben, bis sie sich final zu einem vergleichsweise kleinen Roboter zusammensetzen. Neben der großen Modularität zeichnet sich Monsun besonders durch seine Schwarmfähigkeit aus. Er kann zusammen mit anderen seines Typs Aufgaben in einer Gruppe von Robotern erfüllen. Positiv sind die sich ergebenden zusätzlichen Möglichkeiten durch den gleichzeitigen Einsatz mehrerer Einheiten, wie beispielsweise die Unterwasserlokalisation anhand von Entfernungsmessungen, wodurch teure Spezialsensorik nicht benötigt wird. Neben verschiedenen Experimenten und Versuchen zur Präsentation der Funkti- onsweise des Roboters wird als zentrale Evaluation die Expedition Uhrwerk Ozean präsentiert und die gewonnenen Daten des mehrwöchigen Einsatzes aufgearbeitet. Das Ergebnis der Arbeit ist ein flexibler Unterwasserroboter, der die Basis für viele weitere Ideen und Einsätze bietet, die heute noch in der Phantasie des Betrachters liegen.
AB - Albert Einstein sagte vor langer Zeit, die Phantasie sei wichtiger als Wissen, denn das Wissen ist begrenzt. Und genau diese Phantasie war es, die die Entwicklung des Monsun AUVs ermöglichte und diesem Roboter ist die vor Ihnen liegende Dissertation gewidmet. Unsere Zeit ist geprägt durch den Wandel der uns umge- benden Umwelt und den dadurch hervorgerufenen Naturphänomenen, für die Gründe und Erklärungen gesucht werden. Der Forschungsbereich des Umweltmoni- torings beschäftigt sich mit der Bestandsaufnahme unser Welt und besonders das Gewässermonitoring erfordert einen immensen Aufwand an Datenerhebungen und Vermessungen, da zwei Drittel der Erde von Wasser bedeckt sind. Um die Verände- rungen der verschiedenen Lebensräume erkennen zu können, ist ein periodisches und flächendeckendes Monitoring alternativlos und mit konventionellen Methoden kaum zu bewerkstelligen.Immer wenn die sich ergebende Aufgabe zu groß oder komplex erscheint, liegt es in der Natur des Menschen, sich Hilfsmittel zur Erleichterung zu erstellen. So ist es nicht verwunderlich, dass die autonomen Unterwasserfahrzeuge schnell ins Auge des Betrachters fielen, um bei den Aufgaben des Monitorings zu helfen. Die vorhandenen Systeme waren allerdings vor allem für den Einsatz auf offenem Meer konzipiert, kostspielig und nicht einfach an die Aufgaben anzupassen. Diese Arbeit beschreibt daher die Entwicklung des schwarmfähigen Unterwasserroboters Monsun, der mit dem Ziel entworfen wurde, durch ein flexibles und modulares Design für viele Missionen geeignet zu sein, um dort eingesetzt werden zu können, wo große AUVs ungeeignet erscheinen. Nacheinander werden alle Komponenten des Roboters Monsun genau beschrieben, bis sie sich final zu einem vergleichsweise kleinen Roboter zusammensetzen. Neben der großen Modularität zeichnet sich Monsun besonders durch seine Schwarmfähigkeit aus. Er kann zusammen mit anderen seines Typs Aufgaben in einer Gruppe von Robotern erfüllen. Positiv sind die sich ergebenden zusätzlichen Möglichkeiten durch den gleichzeitigen Einsatz mehrerer Einheiten, wie beispielsweise die Unterwasserlokalisation anhand von Entfernungsmessungen, wodurch teure Spezialsensorik nicht benötigt wird. Neben verschiedenen Experimenten und Versuchen zur Präsentation der Funkti- onsweise des Roboters wird als zentrale Evaluation die Expedition Uhrwerk Ozean präsentiert und die gewonnenen Daten des mehrwöchigen Einsatzes aufgearbeitet. Das Ergebnis der Arbeit ist ein flexibler Unterwasserroboter, der die Basis für viele weitere Ideen und Einsätze bietet, die heute noch in der Phantasie des Betrachters liegen.
M3 - Dissertationen
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