HUGIN

Hintergrund:

Kritische maritime Infrastrukturen sind gefährdet und können nur mit großem Aufwand vor Sabotage, Anschlägen oder Zerstörung geschützt werden. Lösungen zur Verbesserung des Schutzes wurden gemeisam vom Fraunhofer IOSB und Fraunhofer CML im Projekt HUGIN entwickelt. HUGIN setzte sich zum Ziel, die Zusammenarbeit und Kooperation von intelligenten, autonomen Wasserfahrzeugen zu erforschen und zu verbessern, damit der Schutz solcher Infrastrukturen in Zukunft effizienter und ressourcenschonender mit unbemannten Fahrzeugen erfolgen kann. 

Projektziele:

Eine Gruppe von Wasserfahrzeugen soll in die Lage versetzt werden, sich intern zu koordinieren, komplexe Aufgaben zu verstehen, diese in konkrete Pläne umzusetzen und kooperativ zu bearbeiten. Dabei können sie sowohl situations-, als auch systembezogen auf die Umwelt reagieren und bei sich ändernden Anforderungen dynamisch mit Plananpassungen reagieren. Anvisierte Anwendungsfälle sind die flächendeckende, zeitlich unbegrenzte Kontrolle und Überwachung von Infrastruktur, Schutz kritischer Liegenschaften oder Transportrouten, die Suche von Minen und Munitionsresten auf dem Meeresgrund oder die Überwachung von Umweltbedingungen.

Algorithmen und Technologien aus unterschiedlichsten Bereichen, wie der Künstlichen Intelligenz, der Datenanalyse oder der Regelungstechnik, wurden so integriert, dass der Gesamtdemonstrator, bestehend aus mehreren Fahrzeugen in verschiedenen Szenarien Missionen selbständig planen und ressourcen-optimiert ausführen kann. Hierbei wurde neben der Entwicklung eines modularen und austauschbaren Steuersystems auch die flexible Verwendung verschiedenster Trägerplattformen und Sensorik berücksichtigt, indem sowohl verschiedene Typen von Wasserfahrzeugen als auch eine heterogene Ausstattung von Sensorik eingesetzt werden.

Im Rahmen des HUGIN-Projekts wurden verschiedene Aspekte untersucht, darunter die Kommunikation und Koordination zwischen unbemannten Wasserfahrzeugen, deren autonome Navigation und Pfadplanung, die Sensor- und Datenfusion sowie die Entwicklung von intelligenten Algorithmen und Entscheidungssystemen.

Das Fraunhofer-Projekt HUGIN spielt eine wichtige Rolle bei der Entwicklung von Technologien für den Einsatz von intelligenten Wasserfahrzeugen in maritimen Anwendungen und der Erforschung der Zusammenarbeit zwischen autonomen Fahrzeugen auf dem Wasser.

Die Ergebnisse des Projekts sind vielversprechend: Vorteile der Lösung sind u.a. ein hocheffizienter 24/7 Schutz kritischer maritimer Infrastrukturensowie eine erhebliche Reduktion der Kosten im Vergleich zu bemannten Konzepten. Neben dem Schutz von Häfen und Terminals können wasserbasierte Umschlageinrichtungen, bspw. für LNG, sowie Offshore-Anlagen durch HUGIN beobachtet werden. 

Aufgaben des CML:

Das CML hat sein USV SeaLion in das gemeinsame Autonomieframework integriert. SeaLion diente als Leitfahrzeug im USV-Schwarm. Das CML war ferner für die Schiffsdetektion und -klassifikation durch Datenfusion von Lidar-, Kamera und AIS Daten verantwortlich.  

Projektkonsortium:

Fraunhofer IOSB, Fraunhofer CML

HUGIN wurde von Dezember 2022 bis November 2023 gefördert als KI-Demonstrator-Projekt der Fraunhofer-Allianz Big Data.