Ein erklärbares, KI-basiertes Assistenzsystem unterstützt die Crew der vollelektrischen Fähre MS Insel Mainau beim energieeffizienten Betrieb. Ziel des Projekts ist es, den Schiffsbetrieb mithilfe KI-assistierter Komponenten zu optimieren und die SchiffsführerInnen insbesondere bei energieeffizienten Manövern zu unterstützen. Kern des Systems ist ein digitaler Zwilling, der ein mathematisches und datenbasiertes Modell des Schiffes abbildet. Auf Basis von Borddaten, Wind- und Strömungsinformationen berechnet das Assistenzsystem in Echtzeit optimierte Routen und Kurse. Diese werden zusätzlich mit einem passenden Geschwindigkeitsprofil kombiniert, sodass ein möglichst energieoptimales Manöver entsteht. Neben dem Energieverbrauch berücksichtigt das System dabei weitere wichtige Randbedingungen wie Zeitbedarf und Sicherheit. Durch die optimierte Planung von Kursen und Geschwindigkeiten lassen sich Energieverbrauch und Betriebskosten senken. Perspektivisch können die Projektergebnisse auf weitere Schiffe und Fähren übertragen werden, auch auf solche mit Dieselantrieb. Darüber hinaus könnten die gewonnenen Erkenntnisse in die Planung teilautonomer Boote einfließen. Damit zeigt das Projekt großes Potenzial für eine effizientere und klimafreundlichere Binnenschifffahrt.

Ziele und Vorgehen

Wichtigstes Ziel des Projektteams ist es, die Schifffahrt energieeffizienter zu gestalten. Zu diesem Zweck wird ein mathematisches, datenbasiertes Modell in Form eines digitalen Zwillings entwickelt. Auf Grundlage dieses Modells soll ein assistierter Betrieb des Schiffes ermöglicht werden, der deutliche Energieeinsparungen erreichen kann. Ein weiterer zentraler Bestandteil des Projekts ist die verständliche Erklärung und Visualisierung der eingesetzten Künstlichen Intelligenz. Dadurch sollen sowohl die Schiffsführerinnen und Schiffsführer als auch Bürgerinnen, Bürger und Touristinnen und Touristen ein besseres Verständnis für die Technologie entwickeln und deren Einsatz akzeptieren.

Innovationen und Perspektiven

Durch die Kombination aus digitalen Zwillingen, datenbasierter Modellierung und Künstlicher Intelligenz werden neue Ansätze für einen effizienteren und nachhaltigeren Schiffsbetrieb geschaffen. Die im Projekt entwickelten Methoden können perspektivisch auch auf andere Schiffe und Einsatzgebiete übertragen werden und leisten damit einen Beitrag zur Reduzierung von Energieverbrauch und Emissionen in der Schifffahrt. Langfristig eröffnet das Projekt zudem neue Möglichkeiten für intelligente Assistenzsysteme, die den Schiffsbetrieb unterstützen und die Digitalisierung in der maritimen Mobilität weiter vorantreiben.