LAURONS II: 3D-Rekonstruktion und Simulationen zur Leistungsfähigkeit eines seegängigen römischen Handelsschiffes

3D Rekonstruktion

In einem groß angelegten, von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Projekt, sollen das Potential und die Intensität des römischen Seehandels unter besonderer Berücksichtigung der Leistungsfähigkeit eines rekonstruierten seegängigen Handelsschiffes untersucht werden.

Seit Anfang Mai 2017 entsteht auf dem Besucherparkplatz Ost der Universität Trier die Replik eines römischen Handelsschiffes vom Typ »Laurons 2«. Es handelt sich dabei um ein Segelschiff, das vermutlich gegen Ende des 3. nachchristlichen Jahrhunderts in einem kleinen Hafen an der südfranzösischen Küste nahe Marseille einem Sturm zum Opfer fiel und unterging.

Die Rekonstruktion eines römischen Handelsschiffes muss von einem konkreten Schiffsfund ausgehen, weil Reliefs, Münzen, Schriftquellen etc. so wenig Informationen zur Konstruktion solcher Schiffe bieten, dass nur durch den Rückgriff auf ein gut erhaltenes Wrack wie »Laurons 2« die notwendige Detailtreue gewährleistet ist. Letztere ist wiederum Voraussetzung für die Qualität und damit die Verwendbarkeit der mit dem Fahrzeug zu erhebenden Daten für weitergehende Forschungen, die dann nicht nur den römischen Seehandel, sondern vielmehr auch Grundfragen der Wirtschafts- und Sozialgeschichte tangieren.

Der unvergleichliche Erhaltungszustand des Wracks vom Kiel aufwärts bis zum Deck, wo sogar noch Teile der Ladeluken vorhanden sind, gilt in seiner Vollständigkeit als einmalig im gesamten Mittelmeerraum. Deshalb bietet der Befund von Laurons die beste Grundlage für die Erforschung römischer Handelsschiffe und ermöglicht darüber hinaus einen außergewöhnlichen Einblick in die Handwerkskunst römischer Bootsbauer.

Ein Projekt der Wissenschaftsallianz Trier

Von vornherein war das Vorhaben als Kooperationsprojekt von Universität (Prof. Dr. Christoph Schäfer) und Hochschule (Akad.Rat Michael Hoffmann) geplant. Dadurch und angesichts der Zusammenarbeit mit Institutionen und Firmen in Trier und der Region ist es zugleich ein herausragendes Beispiel für die Wissenschaftsallianz Trier.

von links: Hochschulpräsident Prof. Dr. Norbert Kuhn, Akad. Rat. Michael Hoffmann, Prof. Dr. Christoph Schäfer, Universitätspräsident Prof. Dr. Michael Jäckel, Bild: Sheila Dolman

Untersuchungen zu den Möglichkeiten und Grenzen der Digitalen Rekonstruktion

Ein besonders wichtiger Teil des Projekts besteht in der oben angesprochenen Kooperation im Rahmen der Wissenschaftsallianz zwischen dem Fachbereich Technik / Maschinenbau und Fahrzeugtechnik der Hochschule Trier und dem Fach Alte Geschichte der Universität. Im Mittelpunkt stehen dabei Untersuchungen zu den Möglichkeiten und Grenzen der Digitalen Rekonstruktion, dem Einsatz virtueller Simulationsmodelle, der Nutzung von 3D-Drucktechnologien sowie neuesten Technologien aus der Virtuellen Realität (VR) in Verbindung mit der experimentellen Archäologie. Dabei kann das Forschungsteam um die Dozenten Christoph Schäfer und Michael Hoffmann auf einer ersten sehr erfolgreichen Untersuchung aus den Jahren 2013/2014 zu einem römischen Patrouillenschiff, der »Lusoria Rhenana« aus dem 4./5. Jh.n.Chr. aufbauen. Bei der digitalen Rekonstruktion des römischen Handelsschiffs vom Typ »Laurons 2« sind vor allem die außergewöhnlichen Fähigkeiten der Maschinenbauer der Hochschule Trier im Bereich 3D-Konstruktion gefragt.

Unter der Ägide von Michael Hoffmann (Hochschule Trier) haben Maschinenbaustudenten bereits ein strukturiertes 3D-Datenmodell des Schiffes nach den Risszeichnungen von Dr. Ronald Bockius vom Museum für Antike Schifffahrt in Mainz erstellt, das eine Überprüfung der Fahreigenschaften parallel zum realen Nachbau ermöglicht.

Technologien aus der Virtuellen und Erweiterten Realität

Holografische 3D-Projektion der 1:1 Schiffsrekonstruktion mit einem Head Mounted Display (Microsoft Hololens)

Die digitale 3D-Rekonstruktion aus den Grabungsbefunden und Recherchen der Wissenschaftler wird zum einen die Datengrundlage bilden für intensive Berechnungen und Simulationen, aber auch für den aufwendigen möglichst originalgetreuen 1:1-Nachbau des ca. 16 m langen und 5 m breiten Schiffes in Trier, sowie der Nutzung in Anwendungen aus der Virtuellen Realität

Dabei werden neueste Technologien aus der Virtuellen und der erweiterten Realität eingesetzt. Durch die maßstabsgetreue Visualisierung der 3D-Daten vor dem Bau und eine Überlagerung des realen Schiffes im Baufortschritt, sowie nach der Fertigstellung können dem Betrachter über die Datenbrillen (Head Mounted Displays) wesentlich realistischere Eindrücke vermittelt werden. Der Informationsgehalt virtueller oder augmented basierter Projektionen erweitert damit die Möglichkeiten der Darstellung im Vergleich zu Papier, Bildschirm oder Modellen enorm. Neben der Visualisierung werden weitere Anwendungsfälle untersucht, so z.B. die Unterstützung des Bootsbaus durch Überblendung von 1:1-Linienrissen oder der Überlagerung und dem Vergleich der digitalen Bauteildaten mit den gefertigten Bauteilen und der gesamten Schiffsstruktur. Weiterhin ist die Entwicklung eines „virtuellen Rundgangs“ denkbar, in dem sich der Betrachter im und um das fertige Schiff bewegt und je nach Fokussierung des Nutzers in der Datenbrille Hintergrundinformationen wie Fakten zum Bau, zum Projekt und historische Informationen eingeblendet werden.

Basierend auf der 3D-Konstruktion können zum einen vorab konstruktive Inhalte wie etwa Widerstandswerte simuliert und geprüft werden, die über die üblichen Erkenntnisse aus dem archäologischen Befund hinausgehen. Neben der virtuellen Berechnung soll ein maßstabsgerechtes Schiffsmodell im 3D-Druckverfahren entstehen, das ggf. für zusätzliche Strömungsversuche im Windkanal genutzt werden kann.

Letztendlich gilt es durch den Vergleich der virtuellen Daten mit den tatsächlich an der 1:1 Rekonstruktion bei Testfahrten gemessenen Werten auszuloten, inwieweit man künftig die Daten historischer Segelschiffe rein virtuell ermitteln kann. Es geht also auch um die Entwicklung neuer kostengünstiger Analysemethoden. Dass dies eine komplizierte Angelegenheit ist, zeigte sich schon beim Vergleich der virtuellen Daten mit den tatsächlich mittels des nautischen Messsystems ermittelten Leistungswerten.

Hauptziel des Projektes ist es, durch die Analyse der Leistungsdaten des Schiffes, insbesondere der Segeleigenschaften, Informationen über den antiken Seehandel zu erhalten, der als Kernelement des Warentransportes das römische Wirtschaftswesen präziser fassen lässt. Dahinter steht die Frage, inwieweit die römische Wirtschaft bereits Züge von Globalisierung aufweist und welche Langzeiteffekte dadurch in der Perspektive langer Dauer zu beobachten sind – eine Fragestellung, die uns gerade heute zu denken geben kann.

Ein Projekt im Rahmen der Wissenschaftsallianz Trier, gefördert durch die:

Augmented Reality im historischen Schiffbau

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Laborleitung

Michael Hoffmann
Michael Hoffmann
Beschäftigter FB Technik - FR Maschinenbau

Kontakt

+49 651 8103-281

Standort

Schneidershof | Gebäude A | Raum 110

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Galerie

3D-Rekonstruktion
Aufbau der Rekonstruktion
Strömungsberechnungen (Turbulente kinetische Energie)
Augmented Reality: Holografische Projektion (verkleinert)
Augmented Reality: 1:1 Projektion
Offizielle Kiellegung durch die Präsidenten und Projektleiter
Virtual Reality Präsentation
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