Bachelorarbeit am DLR: Ein Rover für die Mondsimulation

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. (DLR) ist das deutsche Forschungs- und Technologiezentrum für Luft- und Raumfahrt und hat seinen Sitz in Köln. Im Interview sprechen Jan Wiedmann und Felipe Rude aus dem Studiengang Mediendesign über ihre Erfahrung mit der gemeinsamen Bachelorarbeit. 

Kathrin Wöhrle: Wie hat sich ergeben, dass ihr eure Bachelorarbeit beim DLR gemacht habt?

Felipe Rude: Während meines Praxissemesters habe ich in einem anderen Team des DLR ein Tablet-Interface für einen Rollstuhl mit autonomem Roboterarm redesigned, der Menschen mit Behinderung im Alltag unterstützt. Mein Betreuer beim DLR, Tilo Wüsthoff, hat mich dann auf das Rover-Projekt aufmerksam gemacht und das habe ich dann gemeinsam mit Jan gestartet.

Kathrin: Worum ging es in eurem Projekt genau und welche Aufgaben hattet ihr dabei?

Felipe: Am DLR gibt es das LUNA TRP Team, das einen Rover für die Luna-Halle in Köln baut, um dort zu testen, wie so ein Rover im Weltall auf dem Mond funktioniert und mit den Astronauten agieren kann. Um den Rover zu steuern, braucht es ein Programm, ein Interface. Dafür haben wir einen Prototypen konzipiert und entwickelt. Es ging darum, dass der Rover mit fünf Kameras ausgestattet ist, die Handhabung und die Steuerung gut funktionieren und die generellen Werte überwacht werden können, darunter die Temperatur, Strom und die Bewegung.  

Jan Wiedmann: Das Interessante dabei ist, dass wir am Anfang eigentlich nur das Interface, also das Aussehen des Programms machen sollten, klassisches UX- und UI-Design. Eigentlich sollten wir das Interface mit einer bestehenden Simulation des Rovers testen. Weil diese uns aufgrund eines internen Mitarbeiterwechsels nicht rechtzeitig zur Verfügung stand, mussten wir die Simulation selbst entwickeln. Das war ein Sprung ins kalte Wasser für uns. Dadurch konnten wir am Ende aber auch eine User-Study durchführen.

Kathrin: Was ist die Luna-Halle?

Jan: Die Luna-Halle wurde vor zwei Jahren in Köln eröffnet. Das ist die modernste Mond-Oberfläche, die es auf der Welt gibt. Dort kann man den Mond simulieren, die Schwerkraft, seine Oberfläche, die Lichtverhältnisse und sogar den Feinstaub.

Kathrin: Ihr hattet durch euer Studium und das Praxissemester schon einiges an Vorwissen. Was war für euch neu?

Jan: Auf meiner Seite gab es so direkt keine neuen Themen, in die ich mich einarbeiten musste. Das Projekt war einfach nur deutlich größer. Durch User Experience Design und das Praxissemester konnte ich viel Wissen anwenden, aber in einem komplexeren Fall.

Felipe: Bei mir war es bei der Interface-Entwicklung ähnlich. Neu war vor allem die Simulation, bei der ich mich in Unreal Engine einarbeiten musste. Die Basics waren da, aber ich musste deutlich tiefer einsteigen.

Kathrin: Wie seid ihr bei der technischen Umsetzung der Simulation vorgegangen?

Felipe: Wir versuchen im Grunde, die Realität technisch nachzubauen. Dafür haben wir das 3D-Modell des Rovers importiert und so aufgebaut, dass sich seine einzelnen Teile realistisch bewegen können. Dabei muss man darauf achten, dass die Gelenke korrekt definiert sind und die Bewegungsfreiheit sinnvoll begrenzt wird. Am Ende lassen sich die einzelnen Gelenke und Antriebe direkt über Code ansteuern. 

Jan: Zusätzlich haben wir das gesamte Environment selbst modelliert, um das Verhalten des Rovers in der Umgebung so realistisch wie möglich zu simulieren. Das war gar nicht so leicht, weil es schwierig ist, andere Simulationen dieser Art zu finden, an denen wir uns orientieren konnten.

Kathrin: Worum ging es dann am Ende in eurer User-Study?

Felipe: Die Frage war, welche Steuerungsart die beste ist: Game-Controller, Mouse-Tastatur oder Joystick.

Jan: Mit unserem Betreuer Tilo haben wir ein Testing mit drei Rover-Operatoren organisiert. Sie haben die verschiedenen Steuerungsarten in unserer Simulation getestet. Das klare Ergebnis unserer Studie: Mit dem Joystick lässt sich der Rover am einfachsten und intuitivsten steuern. 

Kathrin: Jetzt ist euer Projekt beendet. Was passiert mit dem Rover? 

Felipe: Er ist erstmal ein reines Bodenprojekt und kommt in die Luna-Halle. Andere Forschungsgruppen sollen an dem Rover ihre Systeme testen können. 

Jan: Das Besondere an diesem Rover ist, dass er für die Zusammenarbeit zwischen Rover und Astronauten bestimmt ist. Das ist natürlich ein großer Risikofaktor für den Astronauten. Wenn man sich vorstellt, dass ein knapp 300 Kilo schwerer Rover auf dem Mond auf einen Astronauten zufährt, dann muss die Steuerung stimmen, ansonsten kann das richtig gefährlich werden. 

Kathrin: Was nehmt ihr persönlich aus dem Projekt mit?

Felipe: Wenn man ein Projekt in kleine Schritte aufteilt und diese in wöchentlichen Meetings bespricht, dann bleibt man im Flow. Das war ein großes Learning, dass ich nicht erst arbeite, wenn der Druck da ist.

Jan: Ich nehme mit, dass mir auch das Technische wirklich Spaß gemacht hat und dass es sich lohnt, direkt mit Unternehmen oder Forschungseinrichtungen an echten Projekten zu arbeiten. 

Kathrin: Wie sehen eure nächsten Schritte aus?

Jan: Ich schaue gerade, in welche Richtung und an welcher Uni ich meinen Master mache. Dabei möchte ich auch die technische Komponente einfließen lassen. Ich könnte mir auch gut vorstellen, später beim DLR einzusteigen.

Felipe: Ich möchte erst im Sommersemester mit dem Master anfangen und das halbe Jahr noch für ein eigenes Projekt nutzen.

Kathrin: Viele Studierende schrecken davor zurück, ihre Abschlussarbeit gemeinsam mit einem Unternehmen oder einer Forschungseinrichtung zu schreiben. Was würdet ihr ihnen mit auf den Weg geben?

Jan: Viele glauben, dass die Einstiegshürden, um zum Beispiel beim DLR so ein Projekt machen zu können, riesig sind. Aber im Grunde kann man sich ganz normal bewerben. Über Kontakte kommt man natürlich oft leichter rein, so haben wir das gemacht. 

Felipe: Der Vorteil ist außerdem, dass man einen Bachelorvertrag hat und für seine Arbeit bezahlt wird. Viele bedenken das gar nicht. Also scheut euch nicht davor, eure Abschlussarbeit gemeinsam mit einem Unternehmen oder einer Forschungseinrichtung zu machen.