Entwicklung von Meeresbodensensorik zur Unterstützung der Klimaneutralität

Weltweit werden derzeit Anstrengungen unternommen, erneuerbare Energien zu nutzen, um Klimaneutralität zu erreichen. Insbesondere die Offshore-Windenergie erfährt große Aufmerksamkeit. Ihr Ausbau schreitet in Europa und China sowie in Japan rasant voran, wo regulatorische Rahmenbedingungen zur Unterstützung der praktischen Anwendung geschaffen werden.

Der von Offshore-Windkraftanlagen erzeugte Strom wird über Unterseekabel übertragen, die unter dem Meeresboden verlegt sind. Normalerweise liegen diese Kabel mehrere Meter tief. Steigen sie jedoch aufgrund von Meeresströmungen oder Veränderungen der Meeresbodenstruktur an die Oberfläche und werden freigelegt, erhöht sich das Risiko von Beschädigungen oder Brüchen durch Grundschleppnetzfischerei oder Anker großer Schiffe. Ein einziger Ausfall kann erhebliche Reparaturkosten verursachen und ernsthafte Gefahren für die Bevölkerung bergen. Um einen stabilen und langfristigen Betrieb zu gewährleisten, sind regelmäßige Wartung und Inspektion – einschließlich der Messung der Verlegetiefe – unerlässlich.

MB150 und MB150S generisches Magnetometer

Vor diesem Hintergrund entwickelt die Abteilung Geowissenschaften der Division Industriemaschinen der Shimadzu Corporation Magnetometer zur präzisen Messung der Verlegetiefe und Position von Unterseekabeln. Die Messgeräte sind für den Einsatz auf Unterwasserrobotern konzipiert und machen den Einsatz von Schiffen oder Personal überflüssig, wodurch der Wartungs- und Inspektionsaufwand deutlich reduziert wird.

Shinnosuke Seo vom Geowissenschaftlichen Institut, der die Entwicklung des Messgeräts leitet, erklärt: „Unsere Magnetometer sind kompakt und energieeffizient, was eine ihrer größten Stärken ist. Die größte Herausforderung stellt jedoch das Rauschen dar – unerwünschte Daten, die durch die Bewegung von Unterwasserrobotern, die Rotation von Propellern und sogar durch den Erdmagnetismus selbst verursacht werden. Durch die Kombination von experimentellen Daten mit maschinellem Lernen konnten wir dieses Rauschen eliminieren und ein System entwickeln, das die Verlegetiefe von Kabeln mit hoher Genauigkeit messen kann.“

Gemeinsame Forschung mit der Universität Edinburgh zur Verbesserung der Messgeräteempfindlichkeit

Zur weiteren Verbesserung der Messgeräteempfindlichkeit wurde im Februar 2026 ein gemeinsames Forschungsprojekt mit der Universität Edinburgh in Großbritannien gestartet. Das Projekt konzentriert sich auf die Entwicklung eines Algorithmus, der die Verlegetiefe und Position von Unterseekabeln misst, indem er das von Unterwasserrobotern und deren Komponenten erzeugte magnetische Rauschen deutlich reduziert.

Die Universität von Edinburgh (Schottland, Vereinigtes Königreich)

Die Universität Edinburgh verfügt nicht nur über eine weltweit führende Erfolgsbilanz im Bereich KI und maschinelles Lernen, sondern auch über umfassende Expertise in der Meeresrobotik. Durch die Integration der Magnetometertechnologie von Shimadzu in die universitären Kapazitäten strebt sie an, das System bis zum Geschäftsjahr 2028 in die Praxis umzusetzen.

Kyoji Kashiwao von der Abteilung für Geschäftsplanung im Bereich Industriemaschinen, der für die Planung und Durchführung des Projekts mit der Universität Edinburgh verantwortlich ist, zeigte sich begeistert: „Der Hauptmarkt für Meerestechnologien liegt im Ausland. Durch die Zusammenarbeit mit der Universität Edinburgh wollen wir nicht nur unsere Technologieentwicklung vorantreiben, sondern auch auf dem europäischen Markt Fuß fassen.“

Die Herausforderung des Fachbereichs Geowissenschaften: „Wissenschaft für die Erde“

Vordere Reihe, von links: Kyoji Kashiwao (Abteilung Geschäftsplanung), Shinnosuke Seo und Naoki Nishimura (Abteilung Geowissenschaften)

Die im April 2024 als Abteilung für Erdwissenschaften gegründete Abteilung Geowissenschaften besteht derzeit aus 14 Mitgliedern. Neben Magnetometern bietet die Abteilung eine Reihe von Produkten mit Schwerpunkt auf dem maritimen Bereich an, darunter das Unterwasser-Funkkommunikationsgerät MC500, das Hochgeschwindigkeitskommunikation unter Wasser ermöglicht, und das UEP-Messinstrument CF100, das Korrosion in Meeresbauwerken erkennt.

Naoki Nishimura, Leiter der Abteilung Geowissenschaften, erklärte: „Die Entwicklung der Offshore-Windkraft und mariner Ressourcen wie Seltenerdelemente hat in den letzten Jahren erhebliche Fortschritte gemacht. Viele Arbeiten vor Ort basieren jedoch weiterhin auf manuellen Verfahren – beispielsweise werden Inspektionen von Meeresbauwerken noch immer von Tauchern durchgeführt, während Messgeräte lediglich von Arbeitsschiffen aus zu Wasser gelassen werden. Die Abteilung Geowissenschaften wird ihr globales maritimes Geschäft weiter ausbauen und die digitale Transformation (DX) in der Meeresentwicklung vorantreiben.“