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Virtueller Roboterschwarm auf dem Mars

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universität Bremen haben 40 Quadratkilometer Marslandschaft in der virtuellen Realität rekonstruiert. Das Testumfeld ermöglicht die realistische Simulation von Robotermissionen und Funknetzen unter den Bedingungen auf dem Planeten.

Die umfassende Erforschung des Mars zählt zu den wichtigsten Zielen der internationalen Raumfahrt in den kommenden Jahrzehnten. Um Menschen dabei nicht in Gefahr zu bringen, sollen Roboter eine Vielzahl von Aufgaben übernehmen. Damit deren Einsatz in der fremden Umgebung getestet und das Zusammenspiel von weitgehend autonomen Roboterschwärmen realistisch simuliert werden kann, haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Technologie-Zentrums Informatik und Informationstechnik (TZI) der Universität Bremen unter Leitung von Professor Gabriel Zachmann jetzt ein virtuelles Testumfeld entwickelt. Rund 40 Quadratkilometer des Canyon-Systems „Valles Marineris“ auf dem Mars stehen nun für die Vorbereitung künftiger Missionen in der virtuellen Realität (VR) zur Verfügung.

Suche nach Rohstoffen und extraterrestrischem Leben

Im Rahmen des Projekts VaMEx-VTB („Valles Marineris Explorer - Virtual TestBed“) hat die Arbeitsgruppe von Professor Zachmann die „Mariner-Täler“ auf der Basis von Scans der NASA nachgebildet. „Die Region wurde ausgewählt, weil dort Rohstoffe vermutet werden, die für spätere bemannte Missionen und menschliche Siedlungen auf dem Planeten nützlich wären“, sagt Professor Zachmann. Darüber hinaus bestehe die Möglichkeit, Hinweise auf extraterrestrisches Leben zu finden, denn die Bedingungen für die Entstehung von Mikroorganismen könnten zumindest in der Vergangenheit – als der Mars klimatisch noch weniger lebensfeindlich war – gut gewesen sein.

Weil das Terrain in den Canyons sehr vielfältig ist, werden für die Erkundung auch Roboter mit unterschiedlichen Stärken benötigt – einige können beispielsweise klettern, andere fliegen oder Nutzlasten transportieren. Zusätzlich muss ein Netzwerk aus kleinen, funkbasierten „Leuchttürmen“ („Beacons“) errichtet werden, damit die Roboter jederzeit ihre Position bestimmen können.

Hohe Anforderungen an die Software

Die TZI-Software ermöglicht es, das komplexe Zusammenspiel zwischen den Robotern unter Berücksichtigung aller Besonderheiten des Planeten – beispielsweise Schwerkraft, Bodenbeschaffenheit und extreme Temperaturen – zu simulieren. „Dafür mussten zunächst enorme Datenmengen verarbeitet werden, damit eine realistische, dreidimensionale Darstellung der Landschaft entsteht“, so Zachmann. Eine Herausforderung lag auch in der Anbindung der unterschiedlichen Roboter-Softwaresysteme, damit der Austausch von Informationen möglich wird.

Das System hat sich bereits bei den ersten Tests bewährt. Die Forschenden haben bemerkt, dass Roboter auf dem Mars andere Algorithmen benötigen als auf der Erde, um ihre Position bestimmen zu können. Dies liegt unter anderem an den sehr eintönigen Farben des Geländes, die es schwierig machen, landschaftliche Wiedererkennungsmerkmale zu identifizieren. Genau in derartigen Erkenntnissen liegt der größte Nutzen der Simulation: Fehler können behoben werden, bevor die Roboter eines Tages ihre achtmonatige Reise zum Mars antreten. Die Chance, dass vor Ort dann alles funktioniert wie geplant, steigt erheblich.

Bundesweite Kooperation

Das Projekt VaMEx-VTB wurde vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert. Als Auftragnehmer der Universität Bremen waren dabei: das Robotics Innovation Center des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI GmbH, Bremen), Universität der Bundeswehr (München), TU München, TU Braunschweig, DLR Oberpfaffenhofen und Uni Würzburg.

Axel Kölling


Weitere Informationen:

https://cgvr.informatik.uni-bremen.de/research/vamex-vtb/
www.uni-bremen.de/tzi/
www.uni-bremen.de


Fragen beantwortet:

Axel Kölling
Öffentlichkeitsarbeit
Technologie-Zentrum Informatik und Informationstechnik (TZI)
Universität Bremen
Tel.: 0171-5305119
E-Mail: axelprotect me ?!.koellingprotect me ?!uni-bremen

Universität Bremen
Hochschulkommunikation und -marketing
Telefon: +49 421 218-60150
E-Mail: presseprotect me ?!uni-bremenprotect me ?!.de

Ein 3D generiertes Bild mit einer Landfläche des Mars und einem Roboter-Affen
Ein 3D generiertes Bild mit einer Landfläche des Mars und drei Robotern

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Studium

Studierende gehen am Gebäude MZH entlang. Ein junger Mann und eine junge Frau im Vordergrund lächeln in die Kamera

An der Universität Bremen studieren

Ob der Campus der kurzen Wege, das vielseitige Studienangebot oder die grüne Fahrradstadt – ein Studium an der Universität Bremen hat viel zu bieten.

An der Universität Bremen kann aus einem vielfältigen Studienangebot gewählt werden:

  • mehr als 100 Bachelor- und Masterstudiengänge
  • das juristische Staatsexamen
  • internationale und weiterbildende Studienangebote

Profil

Die Uni Bremen zählt zu den mittelgroßen Hochschulen Deutschlands. In ihrem Leitbild legt sie insbesondere Wert auf:

Studienberatung

Für Informationen rund ums Studium gibt es folgende Anlaufstellen:

Bewerbung

Umfassende und detaillierte Informationen zur Bewerbung und Einschreibung stellen wir für folgende Bereiche zur Verfügung:

Rund um die Forschung

Reagenzgläser mit verschiedenfarbigen Flüssigkeiten.

Drittmittelstark

Eine besondere Stärke der Universität Bremen ist der große Erfolg bei der Einwerbung von Drittmitteln, sowohl in der Einzel- als auch in der Verbundforschung. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) ist dabei der größte Drittmittelgeber: Neben dem Exzellenzcluster MARUM ist die Universität Bremen aktuell an sieben Sonderforschungsbereichen beteiligt, sowie an mehreren Forschergruppen und Schwerpunktprogrammen.

Zwei Personen bei der gemeinsamen Arbeit im Labor.

Talente strategisch fördern

Gezielte Nachwuchsförderung, das Heben von Potentialen und frühe Selbständigkeit sind Leitziele der Universität Bremen. In sechs DFG-Graduiertenkollegs, zahlreichen Nachwuchsgruppen und durch Doktoranden- programme in Kooperation u.a. mit außeruniversitären Forschungseinrichtungen fördern wir unsere Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler.

Zwei Lehrende arbeiten vor Zuhörern an einem Flipchart.

Praxis und Weiterbildung

Die Universität Bremen ist ein Ort des lebenslangen Lernens. Mit unseren Angeboten der wissenschaftlichen Weiterbildung ermöglichen wir es Ihnen, Wissen auf dem aktuellen Stand der Forschung zu erwerben. Entdecken Sie das breite Spektrum unserer Angebote und profitieren Sie von der Verbindung aus praxisorientiertem Lernen und Innovation.

Facetten der Universität Bremen

Diversität

Die Vielfalt unserer Studierenden und Mitarbeitenden ist zugleich Rahmen als auch Voraussetzung für eine hohe Qualität in Forschung und Lehre. Als Querschnittsthema und zentrales Profilmerkmal berücksichtigen wir Diversität in Lehr- und Lernformen, in der Struktur von Studienprogrammen sowie in den Inhalten von Forschung und Lehre. Auch für die Zusammensetzung von Teams und die Gestaltung von Beratungsangeboten ist uns eine Diversitätsorientierung und die Erhöhung von Chancengleichheit wichtig.

International

Internationalität ist ein strategisches Profilmerkmal der Universität Bremen. Als internationale Universität verstehen wir Internationalisierung als einen sich in alle Bereiche der Universität erstreckenden Prozess – ob in Forschung, Studium oder Verwaltung. Menschen aus mehr als 100 Nationen bereichern das Campusleben. Weltweit sind wir vernetzt und arbeiten gemeinsam mit unseren Partnern an wissenschaftlichen Erfolgen und globalen Herausforderungen.

Nachhaltigkeit

Die Universität Bremen setzt sich seit Jahren für eine nachhaltige Entwicklung ein. In den Bereichen Forschung, Lehre, Betrieb, Governance und Transfer gibt es zahlreiche Strukturen und Projekte, die die Umsetzung der 17 Nachhaltigkeitsziele der Vereinten Nationen unterstützten. Hierzu zählen das ausgezeichnete Umweltmanagement (nach EMAS), die Förderung der sozialen Nachhaltigkeit sowie mehrere Forschungseinrichtungen mit Nachhaltigkeitsbezug.

Campusgeschichten

Stephan Determann

Der Studienberater

Bereits seit 24 Jahren arbeitet Stephan Determann bei der Zentralen Studienberatung (ZSB). Anfangs bekam er noch Beratungsanfragen per Post. Heute, als Leiter der ZSB, managt er Angebote von der Datenbank Studium bis zum Informationstag für Studieninteressierte.

Porträt von Adela Talipov

Die Frühstudentin

Immer freitags wechselt Adela Talipov zwischen der Universität und dem Gymnasium hin und her: Im Rahmen eines Frühstudiums besucht die 17-jährige Schülerin eine Vorlesung zur Experimentalphysik. Für sie eine perfekte Gelegenheit, frei und ohne Druck Uniluft zu schnuppern.

Silke Heinrich

Die Azubi-Koordinatorin

Die Universität Bremen ist nicht nur ein Ort für Studierende und Nachwuchswissenschaftler:innen, sondern bildet jährlich auch rund 80 junge Menschen in verschiedenen Berufen aus. Silke Heinrich von der Universität Bremen koordiniert diesen Bereich. Sie baut Kontakte zu Schulen und Bildungsträgern auf und wirbt bei den Jugendlichen für die Ausbildung an der Uni.

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