Warum beginnen immer mehr Universitäten damit, ihre eigenen Unterwasserroboter zu entwickeln?

In den letzten Jahren investieren weltweit immer mehr Universitäten in die eigene Entwicklung von ROVs (Remotely Operated Vehicles – ferngesteuerte Unterwasserfahrzeuge).
Von Ingenieur- und Meereswissenschaftlichen Fakultäten bis hin zu Forschungslaboren bauen zahlreiche Hochschulen eigene ROV-Projekte auf, die für Meereserkundung, wissenschaftliche Forschung, ingenieurtechnische Ausbildung und internationale Wettbewerbe eingesetzt werden.

Warum also entscheiden sich Universitäten zunehmend dafür, ROVs selbst zu entwickeln, anstatt kommerzielle Systeme zu kaufen?
Dieser Artikel analysiert die Gründe aus mehreren Perspektiven und gibt am Ende Empfehlungen für geeignete Antriebssysteme für Hochschullabore.

I. Warum beginnen Universitäten mit der Eigenentwicklung von ROVs?

1. Geringere Kosten und höhere Kontrolle durch Eigenentwicklung

Früher kostete ein komplettes ROV-System oft zehntausende oder sogar hunderttausende US-Dollar. Heute jedoch sind die Kosten für zentrale Komponenten wie Unterwasserantriebe, ESCs und Steuerplatinen deutlich gesunken, wodurch die Einstiegshürde erheblich reduziert wurde.

Der größte Vorteil der Eigenentwicklung liegt in der vollständigen Kontrollierbarkeit:

• Anpassbare Struktur

• Anpassbare Regel- und Steueralgorithmen

• Austauschbare Schubkonfigurationen

• Durchführung strömungsmechanischer Experimente

Diese Offenheit ist mit kommerziellen ROV-Systemen nicht realisierbar.

2. Die beste Form der Ingenieurausbildung: Interdisziplinäre, praxisnahe Projekte

Universitätsinterne ROV-Projekte werden in der Regel von Studierenden verschiedener Fachrichtungen gemeinsam umgesetzt, darunter:

• Maschinenbau: Strukturdesign, Hydrodynamik

• Elektrotechnik: Motoren, ESCs, Wasserdichtungssysteme

• Regelungstechnik: PID-Regelung, Lage- und Bahnregelung

• Informatik: Bildverarbeitung, SLAM

• Meerestechnik: Anwendungen und Unterwassertests

Solche Projekte gehören zu den beliebtesten und lehrreichsten praxisorientierten Lehrformaten an Hochschulen.

3. Internationale Wettbewerbe fördern die Eigenentwicklung an Universitäten

Typische Beispiele sind:

• MATE ROV Competition

• RoboSub

• Singapore AUV Challenge

Fast alle Wettbewerbe verlangen von den Teams, Antriebssysteme, mechanische Strukturen und Steuerungsmodule selbst zu entwickeln, was Universitäten direkt zur Eigenentwicklung motiviert.

4. Nachhaltige Aufrüstbarkeit für 5–10 Jahre Forschungsbetrieb

Ein selbst entwickeltes ROV kann kontinuierlich weiterentwickelt werden, z. B. durch:

• Austausch der Antriebe

• Integration zusätzlicher Sensoren

• Wechsel der ESCs

• Optimierung der Lage- und Regelalgorithmen

Dies passt perfekt zur langfristigen Ausrichtung akademischer Forschungsprojekte.

5. Wirtschaftlicher und bessere Chancen auf Fördermittel

Kommerzielle ROV-Systeme kosten in der Regel 6.000–20.000 USD oder mehr, während universitäre Eigenentwicklungen oft mit einem Budget von nur 400–2.700 USD realisiert werden können.

Darüber hinaus haben Eigenentwicklungsprojekte bessere Chancen auf:

• Forschungsförderungen

• Fakultätsinterne Projektmittel

• Wettbewerbsspezifische Fördergelder

II. Welche Eigenschaften sollten ROV-Antriebe für den Hochschulbereich besitzen?

Typische Anforderungen von Universitäten an ROV-Antriebe sind:

• Hohe Zuverlässigkeit + ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit in Meerwasser

• Stabiler, gut regelbarer Schub zur Verifikation von Regelalgorithmen

• Kompatibilität mit gängigen Spannungen (12V / 24V / 48V)

• Austauschbare Propeller für strömungsmechanische Experimente

• Einfache Integration mit Steuerungen wie Arduino

III. Empfohlene Apisqueen-Unterwasserantriebe für universitäre ROV-Projekte

(nach Schubleistung von niedrig bis hoch geordnet)

Alle folgenden Modelle stammen von Apisqueen und wurden neu strukturiert nach:
„Schubklasse → Anwendungsszenario → Geeigneter Hochschultyp“

Level 1: Einstieg & Lehre / Kleine experimentelle ROVs (0,6–2,1 kg Schub)

1. BM70 — 0,6 kg Schub (ideal für Einsteiger)

Geeignet für: ROV-Anfänger, Vorlesungsdemonstrationen

• Schub: ca. 0,6 kg

• Spannung: 7,4 V (2S)

• Vorteile: niedriger Preis, geringe Geräuschentwicklung

Ideal für Einsteigerexperimente und Lehrveranstaltungen im Bachelorstudium.

2. X2 — 2,1 kg Schub (leistungsstarker Lehrantrieb)

Geeignet für: Leichte ROVs, hydrodynamische Experimente

• Schub: 2,1 kg

• Spannung: 12–16 V

• Dauerleistung: 84 W

Leicht, stabil und hervorragend für Struktur- und Strömungstests geeignet.

3. U01 — 2 kg Schub (Einstieg in Forschung & Entwicklung)

Geeignet für: Leichte Forschungs-ROVs, Regelungslehre

• Schub: 2 kg

• Max. Leistung: 390 W

• Integrierter bidirektionaler ESC

Sehr gut geeignet für Lage- und Regelungsexperimente.

4. U3 — 3 kg Schub (optimale Wahl für leichte Forschungs-ROVs)

Geeignet für: Bachelor-Labore, kleine missionsorientierte ROVs

• Schub: 3 kg

• Spannungsbereich: 3–6S (12V–24V)

Leistungsstärker als U01 und geeignet für höhere Nutzlasten.

5. X3 — 2,6 kg Schub (für 4–6-Antriebs-Konfigurationen)

Geeignet für: MATE-Einsteigerklasse, kleine Engineering-ROVs

• Schub: bis ca. 6 kg

• Leistung: 260 W

Hervorragendes Preis-Leistungs-Verhältnis und hohe Stabilität.

Level 2: Mittelgroße Forschungs- und Wettbewerbs-ROVs (~7 kg Schub)

6. U5 — 7 kg Schub (einer der meistgenutzten Hochschulantriebe)

Geeignet für: Strukturtests, Lageregelung, missionsorientierte ROVs

• Schub: 7 kg

• Spannung: 12V–24V

Hohe Zuverlässigkeit und Vielseitigkeit – ein echter „Allround-Antrieb“ für Universitäten.

Level 3: Forschungs- und Engineering-ROVs (8–10 kg Schub)

7. MU7 / MU7 Pro — Mittel- bis Hochleistungsklasse

Geeignet für: Forschungsplattformen, kleine Engineering-ROVs mit Greifarmen

• Leistung: 435 W–825 W

MU7 Pro überzeugt durch sehr ausgereifte Stabilität und Performance.

8. U9 — Hochleistungsantrieb mit 600 W

Geeignet für: Bahn- und Stabilitätsforschung, Hauptantrieb im Wettbewerb

• Schub: ca. 9 kg

• Integrierter ESC für vereinfachte Verkabelung

9. U10 — 10 kg Schub (Engineering-Hauptantrieb)

Geeignet für: Meerestechnik, ROVs mit hoher Nutzlast

• Schub: 10 kg

• Leistung: 900 W

• Korrosionsbeständiges Metallgehäuse

Ideal für tiefe und lang andauernde Einsätze.

Level 4: Große wissenschaftliche ROVs (Professionelle Klasse 40 kg+)

10. AQ1020 — Hochleistungs-Antrieb 24V / 48V

Geeignet für: Große Forschungsplattformen, Tiefsee-Missionen

• Schub: über 40 kg (abhängig vom Propeller)

• Spannung: 24–48 V

• Integrierter ESC mit hocheffizientem Kühlsystem

Weit verbreitet in Universitäten, Forschungsinstituten und maritimen Ingenieurprogrammen.

IV. Zusammenfassung

Immer mehr Universitäten entscheiden sich für die Eigenentwicklung von ROVs, vor allem aufgrund von:

• Niedrigeren Kosten

• Höherer Systemkontrolle

• Größerem didaktischem Mehrwert

• Besserer Eignung für Forschung

• Langfristiger Erweiterbarkeit

• Erfüllung internationaler Wettbewerbsanforderungen

Für weitere Unterstützung oder technische Beratung stehen wir Ihnen jederzeit gerne zur Verfügung.