Maritime Grand Challenge
Alle zwei Jahre findet die Mohamed Bin Zayed International Robotics Challenge (MBZIRC) statt. Die neueste Auflage steht unter dem Motto „Maritime Grand Challenge“. Aufgabe ist es, ein Steuerungssystem für die Kooperation zwischen heterogenen Systemen von unbemannten Luft- und Wasserfahrzeugen zu entwickeln. Interessierte können sich noch bis zum 31. Januar 2022 für eine Teilnahme anmelden und in einem Whitepaper ihre Idee skizzieren. In der Simulationsphase bis August 2022 müssen die zugelassenen „Halbfinalisten“ die späteren Aufgaben in einem virtuellen Umfeld angehen. Die besten fünf Teams qualifizieren sich für die Demonstrationsphase, ehe im Juni 2023 das Finale in Abu Dhabi stattfindet. Das ausgelobte Preisgeld beträgt insgesamt über 3 Millionen US-Dollar. Doch welche konkreten Herausforderungen gilt es zu meistern? Und welche Hilfestellung bietet der Veranstalter? Antworten auf diese und andere Fragen hat Dr. Arthur Morrish, CEO von MBZIRC-Ausrichter ASPIRE. Drones fragt nach.
Von Jan Schönberg
Drones: Ein Ziel des Wettbewerbs soll es sein, die Lücke zwischen den Fähigkeiten von Robotern und Drohnen auf der einen sowie den Anforderungen der Realität auf der anderen Seite zu schließen. Welche Lücke meinen Sie?
Dr. Arthur Morrish: Was die autonomen Technologien betrifft, so setzen die derzeit verfügbaren Lösungen immer noch stark voraus, dass sie vor Ort von einem Nutzer bedient werden, beispielsweise bei der Angabe des Standorts für eine Such- und Rettungsaktion, normalerweise in Form von GPS-Koordinaten. Die MBZIRC Maritime Grand Challenge möchte über dieses Szenario hinauszugehen, indem sie eine Gruppe von Robotern auffordert, bei einer Such- und Rettungsaktion zusammenzuarbeiten, ohne dass ein Nutzer eingreifen muss. Dieses Szenario wird dann noch einmal anspruchsvoller wenn man bedenkt, dass GNSS für die Challenge nicht erlaubt ist. Steuerung und Koordinierung von Einzel- und Multi-UAV-Gruppen ohne GNSS sind ja aktuell noch Gegenstand laufender akademischer Forschung. Unser Wettbewerb wird die Bereitschaft dieser Technologien aus der Forschungsphase heraus in einer realen Situation auf die Probe stellen.
Eine Herausforderung für fliegende Drohnen ist die realisierbare Flugzeit bei gleichzeitig maximaler Flexibilität, was Streckenflug, Hovering und VTOL-Fähigkeiten angeht. Wie groß wird das Gebiet sein, das es zu überwachen gilt?
Die Gesamtfläche für die finale Demonstration beträgt etwa 10 Quadratkilometer. Eine genauere Schätzung wird den Teilnehmern vor der Demonstration mitgeteilt. Die Teams werden insgesamt etwa zehn Schiffe inspizieren und ein bis zwei davon werden Zielschiffe sein. Wir werden allerdings im Vorfeld der Demonstration weder den Typ noch die Art der Schiffe oder Objekte bekannt geben, um die Unvorhersehbarkeit realer Szenarien zu simulieren.
Die eingesetzten Systemkomponenten müssen autonom und ohne Eingriffe der Operator agieren sowie untereinander kommunizieren – und das ohne GNSS-Unterstützung. Gibt es weitere Vorgaben, was die eingesetzte Technik sowie Art und Form der unbemannten Systeme angeht?
Es ist vorgesehen, dass jedes Team ein als Basisstation fungierendes USV [Uncrewed Surface Vessel, Anm. d. Red.] mit einem Manipulationsarm sowie einen Schwarm von fünf bis 20 UAVs einsetzen muss. Diese müssen dann auf der schwimmenden Plattform landen, von dieser starten und sich dort selbst aufladen. GNSS-Unterstützung ist wie gesagt nicht zulässig, aber die Kommunikation innerhalb des Systems ist erlaubt. Das USV kann zum Beispiel eine Femtozelle tragen, um die Fähigkeiten des UAV-Schwarms zu erweitern. Ein USV und ein Robotik-Manipulationsarm wird den Teilnehmenden von ASPIRE zur Verfügung gestellt. Die genauen Details des USV werden zu einem späteren Zeitpunkt bekannt gegeben, aber die Teilnehmer können davon ausgehen, dass es etwa 3 Meter breit und 6 Meter lang sein, ein Trockengewicht von etwa 500 Kilogramm und eine verfügbare Ladekapazität von etwa 600 Kilogramm haben wird. Neben dem USV- und UAV-Schwarm-System sind keine weiteren Geräte oder Ausrüstungen erlaubt. Die Teams dürfen das USV und den Roboterarm modifizieren oder Nutzlasten daran anbringen, müssen aber beide nach der abschließenden Demonstration in einwandfreiem Zustand zurückgeben.
Ein Schwarm von mindestens fünf Drohnen, der Einsatz des USV, dazu die intensive Entwicklungsarbeit: Mit der Teilnahme an der MBZIRC sind enorme Kosten verbunden. Erhalten die Teilnehmer finanzielle Unterstützung, um das Projekt überhaupt stemmen zu können?
Für die Simulationsphase wird ASPIRE die Simulationsumgebung zur Verfügung stellen, da dies einen erheblichen Kostenfaktor darstellt. Danach werden bis zu fünf Finalisten-Teams in die Demonstrationsphase eintreten. Diese Teams teilen sich zu gleichen Teilen 500.000 US-Dollar, um Konstruktionskosten zu decken. Außerdem erhalten die fünf Finalisten ein USV und einen Roboterarm. Der Roboterarm kann vom Team ausgewählt oder selbst gebaut werden und hat einen Wert von bis zu 50.000 US-Dollar.
Lese-Tipp
Das vollständige Interview mit Dr. Arthur Morrish lesen Sie in der nächsten Ausgabe von Drones, dem Magazin für die Drone-Economy. Heft 2/2022 erscheint am 13. Januar 2022, die Digital-Ausgabe steht seit dem 30. Dezember 2021 bereit.
