Kampf gegen Plastikmüll 29.08.2023, 12:36 Uhr

Abfalldrohne: Autonomer Schwimmroboter reinigt Flüsse und Seen

Ein Großteil des Plastikmülls in den Meeren stammt aus Flüssen und Seen, aber auch von Stränden und Häfen. Das niederländische Start-up RanMarine Technology hat eine autonom schwimmende Drohne entwickelt, um Wasserwege zu reinigen und der zunehmenden Verschmutzung der Ozeane entgegenzuwirken.

Schwimmroboter

Der Schwimmroboter WasteShark fischt mit hochgenauer Routenführung Müll aus Gewässern.

Foto: RanMarine / Bearbeitung: Evelyn Meneses Ebert

Hunderte Millionen Tonnen Müll befinden sich bereits in unseren Meeren, und jedes Jahr kommen bis zu 20 Millionen Tonnen hinzu, wie der WWF auf seiner Website schreibt. Das Umweltbundesamt ist etwas vorsichtiger und geht von 10 Millionen Tonnen Müll aus, die jährlich im Meer landen. So oder so sind das unvorstellbare Mengen und es muss dringend etwas dagegen getan werden. Der WasteShark von RanMarine Technology könnte ein Teil der Lösung sein. Der autonome Schwimmroboter kann bis zu 1000 Kilogramm Müll pro Tag aus Wasserwegen aller Art entfernen. Und das selbstständig und dort, wo andere Reinigungsgeräte nicht hinkommen, weil er so klein und kompakt ist.

Fleißiger Helfer gegen Plastikmüll und Co.

Rund 80 Prozent des Plastikmülls in unseren Ozeanen gelangt über Flüsse, Kanäle, Häfen und Strände in die Meere. Als Antwort auf dieses wachsende Umweltproblem hat das Start-up RanMarine den WasteShark entwickelt, eine innovative Aqua-Drohne. Angetrieben von zwei Elektromotoren patrouilliert die Drohne gezielt durch verschmutzte Gewässerabschnitte und sammelt Müll ein.

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Neben Plastikflaschen und -tüten kann der Schwimmroboter auch störende Biomasse wie wuchernde Algen entfernen. Dabei ist der WasteShark flexibel einsetzbar: Er kann entweder manuell per Funksteuerung navigiert oder auf eine vorprogrammierte Route gesetzt werden, die er dann autonom abfährt. Die Weltneuheit wurde unter anderem vom EU-Förderprojekt Horizon 2020 unterstützt.

Nach Auskunft des Herstellers schafft der kleine Abfallhai zwischen 500 und 1000 Kilogramm Abfall pro Tag einzusammeln. Dabei ist der WasteShark so konstruiert, dass er in Bereiche vordringen kann, die für Schiffe und Müllsammelgeräte nicht erreichbar sind. Er ist so klein, dass er in enge Gebiete vordringen kann, in denen sich normalerweise besonders viel Müll ansammelt. Er ist aber auch so groß, dass er die genannten Abfallmengen beseitigen kann.

Kamera, Sensoren und GNSS-Empfänger helfen bei der Arbeit

Die WasteShark-Aqua-Drohne ist mit modernster Technik ausgestattet, darunter eine Kamera, verschiedene Sensoren und ein GNSS-Empfänger für das Global Navigation Satellite System. Diese Eigenschaften ermöglichen es der Drohne, sich selbstständig im Wasser zu orientieren und Hindernissen geschickt auszuweichen. Eine Frontkamera und ein LiDAR-Sensor, der Objekte mittels Laserstrahlen dreidimensional erfasst, tragen zur effizienten Navigation bei.

Die Nutzer können die Sammelroute der Drohne vorab auf einer digitalen Karte festlegen. Doch es gibt auch Herausforderungen: Eine davon ist die Ungenauigkeit der Positionsbestimmung per Satellit, die mehrere Meter betragen kann. Diese Ungenauigkeit ist vor allem deshalb problematisch, weil der WasteShark nicht nur Müll sammelt, sondern auch die Wasserqualität misst und diese Daten mit hoher Genauigkeit übertragen soll.

Ein weiteres geplantes Feature ist die Fähigkeit des schwimmenden Roboters, autonom zu einer Docking-Station zu navigieren. Dort könnte er dann sowohl seinen Abfallbehälter entleeren als auch seine Batterie aufladen.

Precise Positioning für exakte Navigation

Wie bereits erwähnt, kann die Positionsbestimmung per Satellit sehr ungenau sein, und genau hier setzt die Precise Positioning Technologie der Telekom an: Durch die Nutzung eines umfassenden Netzwerks von hunderten Referenzstationen auf mehreren Kontinenten werden lokale Störungen der Satellitennavigation erfasst. Diese Daten werden dann in die Cloud hochgeladen, woraufhin korrigierte Positionsdaten per Mobilfunk direkt an die Aqua-Drohne gesendet werden. Die Genauigkeit dieser Methode liegt bei wenigen Zentimetern, was die Navigation des WasteShark deutlich verbessert.

Die Vorteile dieses präzisen Positionierungssystems sind nach Angaben des Herstellers vielfältig: Zum einen kann die Drohne effizienter arbeiten: Sie navigiert sicherer zu den Docking-Stationen zum Be- und Entladen, was wiederum die Anzahl der notwendigen Ladezyklen reduziert und die Betriebskosten senkt. Zum anderen ermöglicht die hohe Positionsgenauigkeit eine präzise Messung und Zuordnung von Wasserqualitätsdaten wie pH-Wert und Temperatur. Auch das Ausweichen vor Hindernissen wird durch diese Technologie zuverlässiger, was die Gesamteffizienz des Systems erhöht.

Ein Beitrag von:

  • Dominik Hochwarth

    Redakteur beim VDI Verlag. Nach dem Studium absolvierte er eine Ausbildung zum Online-Redakteur, es folgten ein Volontariat und jeweils 10 Jahre als Webtexter für eine Internetagentur und einen Onlineshop. Seit September 2022 schreibt er für ingenieur.de.

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