Autonom unter einer geschlossenen Eisdecke navigieren und pr?zise die Eisdicke messen: Mit POLARIS entwickelt ein Studierendenteam der Akademischen Raumfahrtinitiative Schweiz (ARIS) im Rahmen des Fokusprojekts der ETH Z?rich ein unbemanntes Unterwassergef?hrt f?r mehr Sicherheit und Klimaforschung. Panasonic unterst?tzt das Projekt mit einem TOUGHBOOK 40. Ziel des Projektes ist es, die Dicke von Eisfl?chen automatisiert und fl?chendeckend zu erfassen. Am St. Moritzersee, wo jedes Jahr mehrere 10.000 Menschen Veranstaltungen auf dem Eis besuchen, erfolgen Messungen bislang punktuell und manuell. „Jeder Zentimeter z?hlt. Mit unserem System wollen wir die Eisdicke automatisiert vermessen, um die Sicherheit zu erh?hen und gleichzeitig die Forschung zu unterst?tzen“, sagt Richard R?din, Sponsoring-Verantwortlicher von POLARIS.
Technisch kombiniert das unbemannte Unterwassergef?hrt mehrere Ortungs- und Sensorsysteme, um auch ohne GPS pr?zise Positionsdaten zu liefern. Die Eisdicke wird mittels nach oben gerichteter Sonarmessung bestimmt: Ein erster Impuls reflektiert an der Unterseite, ein zweiter an der Oberseite der Eisdecke. Aus dem Zeitunterschied der Echo-Signale wird ?ber die Schallgeschwindigkeit im Wasser die Dicke mit einer Genauigkeit von bis zu 10 mm berechnet. Das Projekt durchl?uft mehrere Entwicklungs- und Testphasen – vom Prototyp ?ber kontrollierte Versuche bis zum Einsatz auf zugefrorenen Seen.
Robuste IT mit Linux f?r extreme Bedingungen
„Bei unseren ersten Tests hat starker Schneefall herk?mmliche Laptops schnell an ihre Grenzen gebracht. F?r reale Winterbedingungen brauchen wir ein Ger?t, das zuverl?ssig funktioniert, auch bei Schnee, N?sse und K?lte“, so Noel B?hler, Systems Engineer bei POLARIS.
Das Panasonic TOUGHBOOK 40 dient als robuste Schnittstelle zwischen Ingenieurteam und Fahrzeug: zur Systemkonfiguration, Live-Datenanzeige, Video?bertragung sowie als kabelgebundene Sicherheitssteuerung im Notfall. Das vollrobuste Design mit Schutz gegen K?lte, Frost und Wasser, lange Akkulaufzeit mit Hot-Swap-Funktion sowie vielseitige Schnittstellen wie LAN und USB 3.0 erm?glichen verl?ssliches Arbeiten fernab gesch?tzter Laborumgebungen. Zudem l?sst sich Linux auf dem Ger?t problemlos installieren und betreiben. Als stabile und entwicklungsfreundliche Plattform bildet es eine geeignete Grundlage f?r die Softwareentwicklung und gew?hrleistet gleichzeitig die native sowie breit unterst?tzte Kompatibilit?t mit dem eingesetzten Robot Operating System (ROS), das als Middleware f?r die Systemintegration verwendet wird.
Paradebeispiel f?r angewandte Ingenieurpraxis
„POLARIS ist ein eindrucksvolles Beispiel daf?r, wie junge Hochschulingenieure hochkomplexe Systeme unter realen Umweltbedingungen entwickeln – von autonomer Navigation bis zur Systemintegration“, sagt Marco Rach, Manager Marketing f?r die Bereiche Enterprise & Public Sektor bei Panasonic TOUGHBOOK. „F?r eine erfolgreiche Umsetzung des ETH Z?rich Projekts ist nicht zuletzt entscheidend, ob die eingesetzte IT auch unter extremen Bedingungen zuverl?ssig funktioniert. F?r solche Eins?tze ist das TOUGHBOOK 40 perfekt ger?stet: dank vollrobuster Bauweise, stabiler Performance selbst bei IT-widrigen Witterungsbedingungen sowie dem Einsatz von Linux bietet es dem Projektteam eine hochzuverl?ssige Plattform f?r Entwicklung, Tests und den operativen Einsatz.“
Mit der Unterst?tzung durch Panasonic gewinnt das Einjahresprojekt zus?tzliche technische Stabilit?t – und kommt seinem Ziel n?her, Sicherheit auf dem Eis und Forschung miteinander zu verbinden.
Am 27. Mai pr?sentiert das Team sein Projekt beim „Fokus Rollout“ an der ETH Z?rich gemeinsam mit weiteren Innovationsprojekten.
?ber ARIS und POLARIS
Die Akademische Raumfahrtinitiative Schweiz (ARIS) f?rdert interdisziplin?re studentische Projekte mit hohem technischem Anspruch. Seit der Gr?ndung im Jahr 2017 bietet ARIS in Zusammenarbeit mit der ETH Z?rich Studierenden die M?glichkeit, anspruchsvolle Projekte in den Bereichen Raumfahrt und Robotik umzusetzen und dabei wertvolle praktische Erfahrung in interdisziplin?ren Teams zu sammeln.
Zu diesen Projekten geh?rt auch POLARIS. Als eines der Fokusprojekte der ETH Z?rich entwickelt POLARIS einen autonom navigierenden Roboter mit integrierten Messsystemen f?r Sicherheitsvermessungen von Eisseeschichten sowie Anwendungen in der Klimaforschung. Das System ist speziell f?r den Einsatz unter extremen Umweltbedingungen ausgelegt und vereint robuste Hardware mit intelligenter Systemintegration.
Getragen wird das Projekt von einem interdisziplin?ren Kernteam aus zehn Fokusstudierenden der Fachrichtungen Maschinenbau und Elektrotechnik. Innerhalb eines Jahres f?hren sie das System von der ersten Konzeptidee bis zum funktionsf?higen Prototypen und verbinden dabei theoretisches Wissen mit praxisorientierter Ingenieursentwicklung auf hohem technischem Niveau.
Weitere Informationen zu POLARIS: Instagram @polaris.ethz | LinkedIn ARIS-POLARIS
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