Fachdiplom Unterwasserrobotik
Das Fachdiplom führt in Erkundung und Arbeit unter Wasser ein. Sie lernen, ROV zu entwerfen, aufzubauen und zu betreiben – von Rahmen und Thrustern bis zur Steuerung. Sensorik, Navigation und Einsatzplanung gehören zum Programm.
Einstufung Ihrer Vorkenntnisse
Diese Kompetenzen vermittelt Ihnen das Programm. Markieren Sie diejenigen, die Sie bereits beherrschen, und wir zeigen Ihnen, welcher Teil des Lehrplans für Sie relevant ist.
Sie beginnen in diesem Fachgebiet bei null. Genau dafür ist das Programm konzipiert.
Was ist das Programm Fachdiplom Unterwasserrobotik?
Dieses Fachdiplom führt Sie in die Welt der Unterwassererkundung und -arbeit ein. Sie lernen, ROVs (ferngesteuerte Unterwasserfahrzeuge) zu entwerfen, zu bauen und zu betreiben, die zur Inspektion, Reparatur und Wartung von Unterwasserinfrastruktur eingesetzt werden, und bereiten sich auf einen wachsenden Arbeitsmarkt vor.
Das Programm behandelt Elektronik, Hydraulik und Steuerung, die für die Entwicklung effizienter und zuverlässiger Unterwasserroboter erforderlich sind. Es verbindet Theorie und Praxis durch reale Projekte und Simulationen, ausgerichtet auf Offshore-Industrie, Wissenschaft und Verteidigung.
Das Programm zeichnet sich in fünf Bereichen aus: Entwurf und Fertigung maßgeschneiderter ROVs mit Auswahl geeigneter Komponenten und Materialien; Elektronik, Programmierung und Steuerung von ROVs einschließlich Navigationssystemen und Sensoren; Hydrauliksysteme für Manipulation und Bewegung von ROVs; sicherer und effizienter ROV-Betrieb mit präventiver und korrektiver Wartung; und praktische Anwendungen in realen Inspektions-, Reparatur- und Wartungsprojekten an Unterwasserstrukturen.
Highlights des Programms
- Beherrschen Sie die Unterwasserrobotik: Entwerfen, bauen und betreiben Sie ROVs für Erkundung und Inspektion.
- Elektronik und Steuerung: die für die Unterwasserrobotik wesentlichen Steuerungssysteme, Sensoren und Aktoren.
- Unterwasserhydraulik und -mechanik: Hydrauliksysteme und mechanischer Entwurf für maritime Umgebungen.
- Unterwassernavigation und -positionierung: Navigations- und Positionierungstechniken für ROVs mit fortschrittlichen Technologien.
- Praktische Anwendungen: Simulationen und reale Projekte in Szenarien der Unterwasserindustrie.
- Bauen Sie Ihre Karriere in der Unterwassererkundung und -wartung auf.
Lehrplan des Programms Fachdiplom Unterwasserrobotik
8 Module. Wählen Sie ein Modul aus, um seine Inhalte zu sehen.
Grundlagen der Unterwasserrobotik und der physikalischen Umgebung im Wasser
- 1.1. Einführung in Unterwasserfahrzeuge: Klassifizierung von ROVs (Remotely Operated Vehicles), AUVs (Autonomous Underwater Vehicles) und Gleitern (Gliders)
- 1.2. Physik der Unterwasserumgebung: Hydrostatik, Druck, Auftrieb (archimedisches Prinzip), Massenschwerpunkt und Auftriebsschwerpunkt
- 1.3. Meereshydrodynamik: Fahrwiderstand, Widerstandsbeiwert (Cd), hydrodynamische Zusatzmasse und Auftrieb getauchter Körper
- 1.4. Strukturauslegung und Werkstoffe für hyperbaren Druck: Titan, seewasserbeständiges Aluminium (6061-T6, 7075), Acrylglas und syntaktische Polymere
- 1.5. Abdichtung und Wasserdichtheit: O-Ringe, Gleitringdichtungen, Unterwasser-Durchführungssteckverbinder und wasserdichte Gehäuse
- 1.6. Druckkompensation und ölgefüllte, druckkompensierte Systeme (Oil-filled, pressure-compensated systems) für Elektronik und Motoren
- 1.7. Ballastmanagement, neutraler Auftrieb und statische/dynamische Stabilität (GM unter Wasser)
- 1.8. Geschichte und aktueller Stand der Unterwasserrobotik
Hardwarearchitektur, Elektronik und Antriebssysteme
- 2.1. Elektronikarchitektur an Bord: Mikrocontroller, eingebettete Rechner, Kommunikationsbusse (CAN-Bus, RS-485, Ethernet)
- 2.2. Unterwasser-Strahlruder (Thrusters): bürstenlose DC-Motoren (BLDC), Magnetkupplungen, Propellerauslegung und Kort-Düsen
- 2.3. Konfiguration und Geometrie der Thruster: Schubvektoren für Mobilität in 3, 4, 5 und 6 Freiheitsgraden (DOF)
- 2.4. Leistungselektronik und tauchfähige Drehzahlregler (ESC): Wärmeableitung und Überstromschutz
- 2.5. Energieversorgungs- und Speichersysteme: Lithium-Ionen-/LiFePO4-Batterien, Batteriemanagement (BMS) und Versorgung über das Kabel (HVDC)
- 2.6. Kommunikations- und Versorgungskabel: Glasfaser, Kupferleiter, Armierung und Kabelauftrieb
- 2.7. Integration von Nutzlasten (Payloads): standardisierte Strom- und Datenschnittstellen für externe Sensoren
- 2.8. Konstruktion wasserdichter Gehäuse
Unterwassersensorik, Instrumentierung und Wahrnehmung
- 3.1. Sensoren der Trägheitsnavigation: inertiale Messeinheiten (IMU), faseroptische Kreisel (FOG) und elektronische Kompasse
- 3.2. Tiefen- und Zustandssensoren: piezoelektrische Druckaufnehmer, Temperatursensoren und Wasserleckdetektoren
- 3.3. Unterwasserakustik und Navigationssysteme: Seitensichtsonar (SSS), Fächerecholote (MBES) und Altimeter
- 3.4. DVL (Doppler Velocity Log): Schätzung der Geschwindigkeit über Grund und akustische Odometrie für maritime Fahrzeuge
- 3.5. Unterwasser-Bildsysteme: hochauflösende Kameras, Korrektur der optischen Brechung bei flachen/kuppelförmigen Sichtfenstern und LED-Beleuchtung
- 3.6. Bildqualität in trübem Wasser: optische Filterung, Algorithmen zur Farbrestaurierung, Unterwasser-Dehazing und Stereosehen
- 3.7. Spezialisierte Inspektionssensoren: Ultraschall-Wanddickenmessgeräte und Sonden für das kathodische Schutzpotenzial (CP)
- 3.8. Sonar und Kameras für Unterwasserroboter
Kinematik, Dynamik und automatische Regelung von Unterwasserfahrzeugen
- 4.1. Koordinatentransformationen: lokale (BODY) und globale (NED / Earth-Fixed) Bezugssysteme und Euler-Winkel (Quaternion)
- 4.2. Direkte und inverse Kinematik für maritime Fahrzeuge und Unterwasser-Manipulatorarme
- 4.3. Nichtlineare dynamische Modellierung mit 6 DOF (Fossen-Gleichungen) einschließlich hydrodynamischer Kräfte, Schub und Dämpfung
- 4.4. PID-Regelalgorithmen für Kurshaltung (Heading), Tiefenhaltung (Depth-Hold) und Positionshaltung (Station Keeping)
- 4.5. Fortgeschrittene und robuste Regelung: Sliding-Mode-Regelung (SMC), adaptive Regelung und modellprädiktive Regelung (MPC)
- 4.6. Schubverteilung (Thrust Allocation): Motorkonfigurationsmatrix und Umrechnung von Kräften/Momenten in ESC-Signale
- 4.7. Dynamisch-hydrodynamische Simulation in virtuellen Umgebungen (Gazebo, UWSim, Webots, ROS/ROS2)
- 4.8. Hydrodynamische Modellierung von Fahrzeugen
Unterwasser-Navigation, Lokalisierung und Kartierung (SLAM)
- 5.1. Positionierungsakustik: LBL- (Long Baseline), SBL- (Short Baseline) und USBL-Systeme (Ultra-Short Baseline)
- 5.2. Navigationsintegration mittels Erweitertem (EKF) und Unscented Kalman-Filter (UKF): Datenfusion IMU + DVL + USBL + Druck
- 5.3. Simultanes Lokalisieren und Kartieren unter Wasser (Underwater SLAM): visuelles SLAM (vSLAM) und akustisches Sonar-SLAM
- 5.4. Fotogrammetrische 3D-Rekonstruktion unter Wasser und Erzeugung von Punktwolken für getauchte Strukturen
- 5.5. Algorithmen zur Bahnplanung (Path Planning): A*, RRT, Potenzialfelder zur Hindernisvermeidung in 3D
- 5.6. Herausforderungen der Unterwasserkommunikation: akustische Modems, optische Kurzstreckenkommunikation und maritime Sensornetze
- 5.7. Autonome Steuerung von AUVs bei Langzeitmissionen und Umgang mit Signalverlust/Notfällen
- 5.8. DVL-gestützte Navigation
Intervention, Unterwassermanipulation und kollaborative Robotik
- 6.1. Unterwasser-Manipulatorarme: Klassifizierung (elektrisch vs. hydraulisch), Freiheitsgrade und Reichweite
- 6.2. Interventionswerkzeuge: Kabelschneider, Reinigungsbürsten, Probennehmer, Strahlpistolen und Drehmomentschlüssel (Valve Turning)
- 6.3. Schwebende Intervention (Unsteady/Floating-base manipulation): dynamische Kopplung zwischen ROV/AUV und Roboterarm
- 6.4. Teleoperation und Haptik: Master-Slave-Schnittstellen, Kraftrückkopplung und Augmented Reality für ROV-Operatoren
- 6.5. Koordinierte Multiroboter-Einsätze: AUV-Schwärme (Swarm Robotics) für großflächige Kartierung und ozeanografisches Monitoring
- 6.6. Soft Robotics zur Entnahme empfindlicher biologischer Proben und zum adaptiven Greifen unter Wasser
- 6.7. Wartung und Reparatur hydraulischer Manipulatoren: Servoventile, Miniaturpumpen und umweltfreundliche, seewassertaugliche Fluide
- 6.8. Manipulatoren und Endeffektoren
Industrielle, wissenschaftliche und militärische Anwendungen
- 7.1. Inspektion, Wartung und Reparatur (IMR) in der Offshore-Industrie: Ölplattformen, Gasfelder und Rohrleitungen (Pipelines)
- 7.2. Robotik für erneuerbare Meeresenergien: Inspektion von Fundamenten von Offshore-Windparks und Gezeitenturbinen
- 7.3. Unterwasserarchäologie sowie biologische/geologische Ozeanografie: Erkundung von Tiefseegräben und Hydrothermalquellen
- 7.4. Inspektion ziviler Infrastruktur: Talsperren, geflutete Tunnel, Unterwasser-Auslaufleitungen und Schiffsrümpfe (Hull Inspection)
- 7.5. Verteidigungs- und Sicherheitseinsätze: Minenabwehr (MCM), Bedrohungserkennung, Hafenpatrouille und militärische Bergung
- 7.6. Schnittstelle zu unbemannten Überwasserfahrzeugen (USV): kombinierte USV-ROV/AUV-Einsätze für Ausbringung und Datenweiterleitung
- 7.7. Zertifizierung robotischer Einsätze nach internationalen Standards (IMCA, DNV, ABS) und Audits der Arbeitssicherheit
- 7.8. Anwendungen im Bereich Meeresenergie
Entwicklung von Robotiksoftware, künstliche Intelligenz und Integrationsprojekt
- 8.1. Softwarearchitektur in der Unterwasserrobotik: Integration mit Robot Operating System (ROS / ROS2) und MOOS-IvP
- 8.2. Datenverarbeitung in Echtzeit und Computer Vision mit OpenCV, PyTorch und CUDA im Edge Computing (Edge AI)
- 8.3. Künstliche Intelligenz in der Meeresrobotik: autonome Erkennung von Rohrleitungsschäden, Klassifizierung von Fauna und Zielverfolgung
- 8.4. Fehlerdiagnose während des Einsatzes (FDIR – Fault Detection, Isolation and Recovery) und Sicherheitssysteme zur Rückkehr an die Oberfläche (Failsafe)
- 8.5. Projektmanagement in der Robotiktechnik: Budget (CAPEX/OPEX), Lieferantenauswahl, Tests im Versuchstank (Test Tank) und Seeerprobungen (Sea Trials)
- 8.6. Vorbeugende Wartung, Checkliste vor dem Einsatz und Protokolle zur Betriebssicherheit beim Aussetzen und Bergen (LARS)
- 8.7. Präsentation des Integrationsprojekts
- 8.8. Integrationsprojekt: ganzheitlicher Entwurf, Simulation in ROS/Gazebo, Entwicklung von Regelungs-/Navigationsalgorithmen und Plan für Betriebstests eines Unterwasserfahrzeugs (ROV oder AUV) für eine bestimmte Mission (Rohrleitungsinspektion, wissenschaftliche Kartierung oder Suche/Rettung)
Dauer und Format des Programms Fachdiplom Unterwasserrobotik
Das Programm umfasst 800 Stunden. Geben Sie an, wie viele Stunden Sie pro Woche investieren können, und wir sagen Ihnen, wann Sie tatsächlich fertig sind.
In diesem Tempo schließen die meisten Teilnehmenden ab. Es passt gut zum Ratenplan.
Akademische Leitung und Lehrkörper
Das Lehrteam von Navalis: aktive Fachleute aus der Praxis, die die Programme unterrichten und betreuen.
Dra. Marina AlcoverAkademische Direktorin und Leiterin des Qualitätsmanagements
Ing. Diego CifuentesProfessor für Schiffsschweißtechnik und zerstörungsfreie Prüfung; Leiter QA/QC für Schweißverbindungen
Cap. Javier Abaroa (MCA)Professor für Schiffsführung, elektronische Navigation (ECDIS/Radar/ARPA) und GMDSS; Koordinator für STCW-Compliance und Bridge Resource Management
Dr. Pau FerrerProfessor für Schiffbau und Simulation; Leiter des Labors für Hydrodynamik und CFD
Dra. Nuria LlobregatProfessorin für maritime Meteorologie, SAR und Betriebssicherheit; Koordinatorin für nautisches Risikomanagement
Ing. Javier BañulsProfessor für Elektrotechnik, Automatisierung und ETO-Technik; Koordinator für elektronische Integration und Maschinenalarme
Ing. Sofía MarquinaProfessorin für Werkstoffe, Verbundwerkstoffe und Korrosionsschutz; Koordinatorin des Bereichs moderne Anstriche und Beschichtungen
Ing. Tomás RieraProfessor für Antriebstechnik, alternative Energien und Hybridsysteme; Koordinator für Energieeffizienz und SchwingungenZiele des Programms Fachdiplom Unterwasserrobotik
Berufsaussichten nach dem Programm Fachdiplom Unterwasserrobotik
Fragen zum Programm Fachdiplom Unterwasserrobotik
Unterwasserumgebungen, einschließlich Ozeanen, Meeren, Seen und Flüssen.
Für Ingenieure, Techniker und Fachleute aus der Offshore-, Wissenschafts- und Verteidigungsbranche sowie für alle, die eine Karriere in der Unterwasserexploration und -instandhaltung aufbauen möchten, einem wachsenden Arbeitsmarkt.
100 % online, mit rund um die Uhr verfügbarem virtuellem Campus, aufgezeichneten Live-Sitzungen und Betreuung durch die Lehrkräfte.
Ferngesteuerte Fahrzeuge (ROVs), autonome Unterwasserfahrzeuge (AUVs) und in einigen Fällen Hybridroboter.
Das Programm hat einen Umfang von 800 Stunden. Sie können innerhalb des Zeitplans, den wir Ihnen bei der Einschreibung mitteilen, in Ihrem eigenen Tempo lernen.
Konstruktion und Bau maßgeschneiderter ROVs, Elektronik, Programmierung und Steuerung (einschließlich Navigationssystemen und Sensoren), Hydrauliksysteme für Manipulation und Bewegung sowie sicherer Betrieb mit vorbeugender und korrektiver Wartung.
Anhand praktischer Anwendungen auf Basis von Simulationen und realen Inspektions-, Reparatur- und Wartungsprojekten an Unterwasserstrukturen sowie einer Abschlussarbeit, in der Sie das Gelernte auf ein Unterwasserszenario anwenden.
Jedes Programm hat einen eigenen Starttermin, der auf dieser Seite angegeben ist und Ihnen vom Zulassungsteam bei Ihrer Informationsanfrage bestätigt wird.
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Zulassungsverfahren
Kein Warten auf einen Rückruf. Wenn Ihre Unterlagen vollständig sind, können Sie sich in derselben Sitzung einschreiben.
- Akademisches oder berufliches Profil: eine höhere Berufsqualifikation in Mechatronik, Elektronik, Industrieautomation oder Ähnlichem oder nachweisbare Berufserfahrung mit robotischer Ausrüstung, vorzugsweise in aquatischen Umgebungen.
- Technische Kenntnisse: Grundkenntnisse in Elektronik, Hydraulik, Pneumatik und Programmierung (Python, C++ wünschenswert) sowie Vertrautheit mit Unterwassernavigations- und -steuerungssystemen.
- Körperliche Eignung: gute allgemeine Gesundheit und Tauglichkeit für potenziell anspruchsvolle Umgebungen; ein ärztliches Attest kann erforderlich sein.
- Unterlagen: aktueller Lebenslauf, Kopie des Abschlusses oder akademischen Zeugnisses, Ausweisdokument oder Reisepass und ein Motivationsschreiben.
- Technische Anforderungen für den Online-Teil: ein Computer mit Highspeed-Internet, Webcam, Mikrofon und PDF-Reader. Die Einschreibung ist ganzjährig möglich; die Zulassung ist vorläufig, bis der Ausschuss Ihre Unterlagen bestätigt.
- 01BewerbungIhre Daten, Ihr Werdegang und Ihre Unterlagen.
- 02Sofortige PrüfungWir prüfen, ob alles vollständig und korrekt ist.
- 03EinschreibungWählen Sie Einmal- oder Ratenzahlung und sichern Sie sich Ihren Platz.
Die Zulassung gilt vorläufig, bis das Komitee die eingereichten Unterlagen geprüft hat. Werden die Voraussetzungen nicht erfüllt, wird der gesamte Betrag erstattet.
Fragen Sie uns vor der Einschreibung
Hinterlassen Sie Ihre Kontaktdaten, und die Zulassungsstelle meldet sich bei Ihnen, um alle Fragen zu klären. Wenn Sie sich schon sicher sind, können Sie sich direkt bewerben und in derselben Sitzung bezahlen.