CAPTN X-Ferry soll Akzeptanz für autonome Verkehre steigern

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CAPTN X-Ferry: Selbsterklärendes Verhalten einer autonomen Fähre
• Interdisziplinäres Projekt mit sechs Partnern soll Akzeptanz stärken
• Fokus liegt auf autonomen Lösungen für den Nahverkehrssektor
• Projekt startete rückwirkend zum 01. September und läuft 36 Monate
• Christian-Albrechts-Universität zu Kiel ist Konsortialführer
• Förderung durch das Maritime Forschungsprogramm des BMWK

Kiel, 17. Oktober 2024 – Verstehen schafft Akzeptanz. Unter dieser
Prämisse startet das neue CAPTN-Projekt X-Ferry. Es soll eine grundlegende
Technologie erforschen, mit der ein autonomes Schiff seine Manöver
selbstständig analysiert und erklärt. An dem interdisziplinären Projekt
sind schleswig-holsteinische Hochschulen und Unternehmen aus den Bereichen
nautische Systementwicklung, Künstliche Intelligenz (KI) und Mixed Reality
beteiligt. Das Projektvolumen beträgt 4,5 Mio. Euro; X-Ferry wird durch
das Maritime Forschungsprogramm des Bundesministeriums für Wirtschaft und
Klimaschutz (BMWK) gefördert.

Mit dem kürzlich gestarteten Forschungsvorhaben X-Ferry geht die CAPTN
Initiative einen weiteren Schritt in der Verwirklichung ihrer Idee eine
Mobilitätskette aus selbstfahrenden, sicheren und sauberen Verkehrsmitteln
zu entwickeln. Nach den Projekten Förde Areal, Förde 5G und Flex, die die
Basis für die autonome Schifffahrt in Kiel entwickeln, liegt das Augenmerk
jetzt auf der Erklärung der technischen Vorgänge und der Kommunikation mit
den Nutzerinnen und Nutzern. Zunächst steht weiterhin die Schifffahrt im
Fokus. Hier sollen Systeme erforscht werden, die die Akzeptanz von
autonomen Verkehrsmitteln steigern.

„Mit CAPTN X-Ferry gehen wir einen großen Schritt in Richtung
hochautomatisiertes bzw. autonomes Fahren in der Schifffahrt. Wir
versuchen herauszufinden, welche Situationen von Passagieren und Besatzung
als erklärungsbedürftig empfunden werden und wie das Schiff diese
selbstständig erkennen und erklären kann“, erklärt Prof. Dr. Sven Tomforde
von der Arbeitsgruppe Intelligente Systeme der Christian-Albrechts-
Universität zu Kiel (CAU). „Das soll im ersten Schritt das Verständnis und
in einem zweiten Schritt die Bereitschaft erhöhen, das Verkehrsmittel zu
nutzen.“ Tomforde leitet das Forschungskonsortium, das aus insgesamt sechs
Partnern besteht. Neben den drei Informatik-Arbeitsgruppen Intelligente
Systeme, Verteilte Systeme und Zuverlässige Systeme der CAU gehören die
Forschungs- und Entwicklungszentrum der Fachhochschule Kiel GmbH (FuE-
Zentrum FH Kiel), die Anschütz GmbH, die Vater GmbH, HHVision GmbH & Co KG
und die Hochschule Flensburg mit zum Team. Letztere wird sich vor allem
mit Bedienkonzepten und Fahrgastakzeptanz beschäftigen.

Auf Basis der an Bord befindlichen Sensorik wie Kameras, Lidar, Radar und
Sonar sowie des bisher erlernten Wissens erkennt und bewertet die autonome
Fähre selbstständig die aktuelle Situation. Ausgangsbasis sind die
vorhandenen Daten und Konzepte aus den CAPTN-Projekten Förde Areal und 5G.
Der elektrisch angetriebene Katamaran MS „Wavelab“ der CAPTN Initiative
soll dabei zunächst als Forschungsplattform dienen. Die entwickelten
Methoden und Systeme sollen anschließend auf konventionellen, im Einsatz
befindlichen Schiffen des assoziierten Partners, der Schlepp- und
Fährgesellschaft Kiel (SFK), demonstriert werden.

Die erfassten Umgebungsdaten werden für die Visualisierung aufbereitet.
Die Passagiere können somit die selbsttätig ausgeführten Manöver und die
dazugehörigen automatisch generierten Erklärungen über zentrale Monitore
auf der Fähre verfolgen. Kapitäne und die Steuerleute im Kontrollraum
sollen künftig durch Smart Devices das Navigations- und Fahrverhalten des
Schiffs verfolgen können und somit einen sicheren Betrieb gewährleisten.
„Für die CAU leistet dieses Projekt einen wichtigen Beitrag zur Ausweitung
unserer Forschungskompetenz im Bereich autonomer, intelligenter Systeme“,
betont Prof. Dr.-Ing. Eckhard Quandt, Vizepräsident für Forschung,
wissenschaftliche Infrastruktur und Transfer. „Der wichtigste Punkt aus
Sicht der CAU ist der zu erwartende Multiplikatoreffekt: Die gewonnenen
Erkenntnisse sollen die Grundlage für die Einwerbung weiterer Fördermittel
und Kompetenzen nicht nur im Bereich der autonomen Schifffahrt, sondern
auch im Bereich des anwendungsorientierten maschinellen Lernens, der
Verhaltensvorhersage und der Absicherung von autonomen Verkehrsträgern
bilden.“

Weltweit gibt es mehrere vergleichbare Initiativen, die sich mit der
autonomen Schifffahrt beschäftigen - teilweise auch mit
hochautomatisierten Passagierfähren. Die Akzeptanz der Passagiere und des
verantwortlichen Personals wurde bisher jedoch nicht berücksichtigt.
„CAPTN X-Ferry stellt den Menschen in den Mittelpunkt - ein zentraler
Punkt bei der Nutzung autonomer öffentlicher Verkehrsmittel. Damit haben
die Erkenntnisse des Projekts eine Wirkung, die über Kiel und die Region
hinausgeht“, betont Daniel Sommerstedt. Die Ergebnisse ließen sich auf
andere Schiffstypen und Szenarien übertragen. In einem ersten Schritt
werde im Projekt eine beispielhafte Übertragung anhand der Daten eines
Containerschiffes konzipiert, erläutert der System Engineer Autonomous
Navigation bei Anschütz. Weitere mögliche Produktentwicklungen zielen auf
neuartige Visualisierungs- und Immersionsumgebungen sowie auf Module für
zukünftige interaktive Kontrollzentren für (teil-)autonome Schiffe.
Das autonome Fahren wird auch in der Schifffahrt als Chance gesehen. Zum
einen können die Fährgesellschaften und Reeder damit der schwindenden
Anzahl an nautischem Personal entgegenwirken. Zum anderen ließen sich so
Unfälle reduziert. Eine Untersuchung, die 2021 im Journals of Shipping und
Trade veröffentlicht wurde, ergab, dass 85 Prozent der Schiffsunglücke auf
menschliches Versagen zurückzuführen sind.

Zudem, so die Hoffnung der Forschenden, könnten sich die Ergebnisse auf
weitere hochautomatisierte Mobilitätskonzepte übertragen lassen. Damit
ließen sich auch für autonome Züge und Bahnen, Autos und Busse ähnliche
Ansätze zur nutzerzentrierten Selbsterklärung verwirklichen, um die Basis
für den von der CAPTN Initiative angestrebten vernetzten Ansatz der
Mobilitätskette zu bilden.

Die CAU erhält für das Projekt X-Ferry eine Förderung von 1,28 Mio. Euro
vom Maritimen Forschungsprogramm des Bundesministeriums für Wirtschaft und
Klimaschutz (BMWK) gefördert. Insgesamt hat das Vorhaben ein Volumen von
4,5 Mio. Euro.