IROBOT

4. Januar 20212. Februar 2021 dwfWordpress 0 Kommentare

Einen Tauchroboter bauen in der Schule? Das geht! Vom ersten Handgriff bis zur Teilnahme an Forschungsprojekten.

Angefangen hat alles Mitte 2018, als Martin von seinem Lehrer den Vorschlag bekommen hat, einen Tauchroboter zu bauen. Da wir in unserer Schule über eine externe Werkstatt verfügen, konnte Martin auch außerhalb der Schulzeit an seinem Projekt weiterarbeiten. Hier hat er Luisa getroffen und ab sofort bestand das Team um den Tauchroboter schon aus zwei Schülern. Der Tauchroboter war dank großer Begeisterung nach ein paar intensiven Tagen tauchbereit. Daraufhin ging es erst einmal direkt ins Schwimmbad, wobei der Fokus zunächst auf der Kalibrierung der Sensoren und Feineinstellung der Steuerung lag. Als wir uns einigermaßen mit dem Tauchroboter vertraut gemacht hatten, ging es in heimische Seen, um den Tauchroboter richtig auszuprobieren. Anfangs war die Steuerung und Orientierung unter Wasser sehr schwierig, da man nur ein Livebild von der eingebauten Kamera hat und man sich nicht selber unter Wasser befindet. Gesteuert wird der Roboter mithilfe eines Controllers und einem Laptop, auf dem das Livebild angezeigt wird. Nach diesem Probetauchgang ging es auf zu unserem ersten Forschungsprojekt: In Kooperation mit dem Limnologischen Institut Konstanz stachen wir dann nach einem halben Jahr Vorbereitung im Konstanzer Hafen um acht Uhr in See. Von dort aus sind wir mit dem Forschungsschiff „Lauterborn” auf den Bodensee hinaus gefahren und haben geholfen, Methanblasen auszumessen und diese optisch zu erfassen. Zusätzlich haben wir dem Forschungsteam des Instituts geholfen, sogenannte Funnels, Methanauffang- und -mess-Vorrichtungen, zu positionieren. Anfangs haben wir die Blasengröße mit einer Referenzplatte und der damit ablesbaren Aufstiegsgeschwindigkeit versucht zu berechnen. Dabei ist das Problem aufgetreten, dass wir mit Hilfe unserer improvisierten Konstruktion aufgrund der Vibrationen und mangelnder Schärfe eine zu hohe Ungenauigkeit in den Messwerten bekamen und deshalb eine neue Idee brauchten. Wir haben uns etwas im Internet informiert, wie wir die Blasen am Besten ausmessen können, und kamen dank unseres Lehrers auf die Lösung, ein Fotogrammetriesystem zu bauen. Nach weiteren Gesprächen an der Karlsruher Hochschule für Technik und Wirtschaft mit verschiedenen Professoren hatten wir dann schlussendlich einen Plan und konstruierten mit zwei GoPros und einigen selbstgedruckten Teilen aus dem 3D-Drucker einen fertigen Forschungsaufsatz für den Tauchroboter. Mit dieser Technologie kann man mit Hilfe zweier Kameras ein dreidimensionales Bild erstellen, mit welchem man die genaue Größe der Gasblasen ermitteln kann. Momentan sind wir dabei, mit diesem System einige Kalibrierungen im Schwimmbad durchzuführen und schauen zuversichtlich nach vorne. Unser Traum ist es, irgendwann einmal auf einem großen Expeditionsschiff im Meer zu forschen und die Rätsel der Meere etwas aufdecken zu können.

Martin mit zwei seiner Mitschülerinnen und dem Tauchroboter. Mit diesem Bild an Bord des Forschungsschiffes Aldebaran haben die Schüler in der lokalen Presse für furore gesorgt.

» Mein Lehrer hatte mitbekommen, dass ich Sporttaucher bin und kam prompt auf die Idee, dass ich doch einen Tauchroboter bauen könnte.«

Martin Eitel & Luisa Sauerbrey
Schüler mit Technik-Ambitionen

VDSTsporttaucher: Martin, wie seid ihr auf die Idee gekommen, ein Projekt von dieser Größenordnung anzugehen?
Martin Eitel: Ursprünglich war es ein Projekt für meine Seminararbeit im Naturwissenschafts-Unterricht. Mein Lehrer hatte mitbekommen, dass ich Sporttaucher bin und kam prompt auf die Idee, dass ich doch einen Tauchroboter bauen könnte. Ich fand diese Idee super und stimmte sofort zu. Dass dieses Projekt jedoch so rasant an Größe gewinnen sollte, hatte ich nicht gedacht.

sporttaucher: Welche wissenschaftliche Unterstützung habt ihr?
Martin: Anfangs hatten wir keine wissenschaftliche Unterstützung. Als unser Tauchroboter dann einsatzbereit war, haben wir angefangen uns umzusehen, bei welchen wissenschaftlichen Projekten wir teilnehmen könnten. Daraufhin haben wir eine Kooperation mit dem Limnologischen Institut in Konstanz gestartet. Außerdem arbeiten wir mit der Hochschule Karlsruhe für Technik und Wirtschaft zusammen.

sporttaucher: Wie sieht Eure Arbeit unter Wasser aus – taucht ihr mit dem Roboter?
Luisa Sauerbrey: Bis jetzt haben wir mit dem Tauchroboter schon viel Unterschiedliches gemacht. Unsere größte Aufgabe ist es jedoch, bei einem Forschungsprojekt auf dem Bodensee zu helfen. Dabei erfassen wir mit den Kameras des Tauchroboters aufsteigende Methanblasen und helfen beim Positionieren von sogenannten Funnels (Gasauffang-Vorrichtungen). Zur Kalibrierung des Tauchroboters und der Messeinrichtung ist es auch mal notwendig, zusammen mit ihm abzutauchen. Nach getaner Arbeit lässt man es sich dann meistens nicht nehmen, sich an den Tauchroboter dranzuhängen und sich von ihm durchs Wasser ziehen zu lassen.

sporttaucher: Wer hat Euer Projekt finanziert,wie viele Jugendliche sind beteiligt?
Luisa: Finanziert werden wir hauptsächlich über die MikroMakroMint Stiftung, eine Stiftung des Landes Baden-Württemberg, welche wissenschaftliche Projekte von Jugendlichen fördert. Zusätzlich werden wir auch vom Förderverein an unserer Schule, dem Schiller-Gymnasium Offenburg, unterstützt. Wie viel Arbeit tatsächlich in dem Projekt steckt, ist schwer zu sagen, es zieht sich mittlerweile schon über zweieinhalb Jahre mit einem Team von fünf weiteren Jugendlichen. Außerdem haben wir schon etliche Ausfahrten an die unterschiedlichsten Gewässer und Gespräche mit Professoren hinter uns. Der Arbeitsaufwand für das Projekt beträgt gut 150 Stunden.

sporttaucher: Was ratet ihr anderen Jugendlichen in unseren Vereinen, um ähnliche Projekte durchzuführen?
Martin: Wenn man technisch etwas interessiert ist und ein wenig Knowhow mitbringt, braucht man gar nicht so viel Erfahrung, wie man anfangs denkt. Man muss sich einfach mal in der Schule umschauen. In vielen Schulen gibt es Arbeitsgemeinschaften, Lehrer oder freie Werkstätten, sogenannte Makerspaces, in denen sich die nötige Unterstützung und Werkzeuge finden lassen, wodurch selbst weniger erfahrene Schüler schnell mitarbeiten können. Oder einfach mal einen Naturwissenschaftslehrer ansprechen, mit dessen Hilfe man an einer der etlichen wissenschaftlichen Stiftungen für Schüler anfragen kann.