Wie Menschen und Roboter unter Wasser kommunizieren

Kanadische Wissenschaftler haben eine Methode entwickelt, wie Taucher unter Wasser einem Tauchroboter Anweisungen geben können: Die Taucher bekommen einen wasserdichten Tablet-Computer, mit dem sie mit dem Roboter kommunizieren können.

Tablet mit 1,2 GHz-Prozessor

Aquatablet heißt das Gerät, das Bart Verzijlenberg und Michael Jenkin von der York Universität in Toronto konstruiert haben. Das Aquatablet ist ein handelsüblicher Tablet-Computer vom Typ Duros des US-Hersteller Roper Mobile. Der Rechner verfügt über einen 1,2 GHz-Atom-Prozessor, 1 GByte Arbeitsspeicher und eine Festplatte mit einer Speicherkapazität von 60 GByte. Auf dem Tablet läuft als Betriebssystem eine gängige Linux-Distribution.

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Das Aquatablet (Foto: Jenkin/ Verzijlenberg)

Für das Gerät haben Verzijlenberg und Jenkin ein Metallgehäuse entwickelt, das bis gut 20 m wasserdicht ist. An der Seite befinden sich zwei Griffe, an denen der Taucher das Gerät hält. Da er unter Wasser den Tablet nicht über den Touchscreen bedienen kann, mussten sich die beiden Forscher etwas anderes einfallen lassen: Links und rechts am Gehäuse sind je vier Zweiwegeumschalter angebracht. Die Schalter sind an ein Arduino-Board gekoppelt, das die Schaltvorgänge in Steuerbefehle umsetzt.

Kabel oder visuell

Die Kommunikation mit dem Roboter erfolgt auf zwei Weisen: Zum einen kann der Roboter per Kabel mit dem Tablet verbunden werden. Dann werden die Befehle über diese Verbindung übertragen. Die zweite Möglichkeit ist die visuelle Kommunikation: Das Tablet setzt den Befehl für den Roboter in einen 2D-Code um, der auf dem Bildschirm angezeigt wird. Der besteht aus einem Gitter mit 6 mal 6 Feldern, das 36 Bit speichern kann. Derzeit nutzen die Forscher jedoch nur 10 Bit. Der Taucher hält das Aquatablet vor die Kamera des Roboters, und der liest, was er tun soll.

Allerdings kann der Taucher dem Roboter keinen beliebigen Befehl geben. Der 2D-Code, auch Tag genannt, entspricht einem Befehl, der in einer Datenbank des Roboters gespeichert ist. Die Codes werden aber nach Eingabe generiert, so dass der Taucher auch mehrere Befehle in einem Tag unterbringen kann. Wenn der Schwimmroboter per Kabel mit dem Aquatablet verbunden ist, überträgt er die Bilder seiner Kameras direkt auf das Gerät. So sieht der Taucher, ob der Roboter den Befehl richtig verstanden hat und das tut, was er soll.

Roboter im Flossen

Verzijlenberg und Jenkin haben das System, das sie demnächst auf einer Konferenz vorstellen wollen, bereits im Schwimmbecken und im Meer getestet. Als Roboter haben sie dazu den Aquarobot eingesetzt, an dessen Entwicklung Jenkin beteiligt war. Das ist ein Roboter mit einem kastenförmigen Körper. Links und rechts am Körper befinden sich je drei Flossen, mit denen er schwimmt und navigiert.