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Zwei Drittel der Oberfläche dieses Planeten sind nur rudimentär vernetzt: die Ozeane. Das noch junge Open-Source-Projekt Hackerfleet will dies ändern, seine Entwickler haben große Ziele.

“Zwei Computer auf meinem Segelschiff? Wenn ich wegen deren Stromverbrauch auch nur ein warmes Bier trinken muss, dann fliegen die Teile hochkantig raus, aber hallo!”, lautet das Urteil eines erfahrenen Skippers, den das Linux-Magazin um sein Urteil zum Hackerfleet-Projekt bat. “WLAN, Meshnetze und Community-Karten sind einfach nicht die richtigen Tools auf See – da muss ich mich auf Daten verlassen können.”

Harter Tobak – doch das, woran die Hackerfleet GmbH (Abbildung 1, http://1) samt ihrer Community arbeitet, unterscheidet sich stark von gängigen Bootsausstattungen. Es irritiert langjährige Segler: Das Konzept sieht vor, alle Sensoren, die moderne Schiffe an Bord haben, auszulesen, die Daten zu sammeln, mobile und stationäre Geräte (auch die Smartphones) an Bord einzubinden und via Uplink und Web zu synchronisieren sowie mit zentral bereitgestellten Daten zu versorgen – Meshnetz, 3G-WLAN und zentraler Datenstorage inklusive.

Abbildung 1: Open-Source-Hard- und Software für bemannte und unbemannte Wasserfahrzeuge aller Art entwickelt das Projekt Hackerfleet.

Einen Mediaserver für die eigenen MP3s und Filme an Bord sowie den WLAN-Hotspot gibt’s als Gratiszugabe, dazu eine leistungsfähige Antenne mit Kardanaufhängung im IP68-zertifizierten [2], wasser- und sturmfesten Gehäuse am Mast. Von dort aus geht die Hackerfleet-Software entweder direkt ins GSM-Netz oder aber nach Mesh-Art über beliebig viele Hops bis zum nächsten echten Internetzugang.

Mediaserver, Internet, Schwarm-Karten

Internetzugang ist das eine, doch reicht die Qualität von Community-Daten fürs sichere Navigieren? Wer jetzt denkt, das kann doch gar nicht funktionieren, dem kontern die Hackerfleet-Geschäftsführer Johannes “Ijon” Rundfeldt und Heiko “Riot” Weinen mit der Schwarmintelligenz, ausgeklügelten Algorithmen und der Statistik der großen Zahlen. Heute befindet sich beispielsweise nicht nur ein GPS an Bord, sondern gleich mehrere (eins in jedem Smartphone). Software, die Daten all dieser Geräte mit Tiefenmessungen kombiniert und mit den Daten anderer Schiffe vergleicht, könnte durch geschickte Berechnung deutlich bessere Ergebnisse erzeugen als jede Seekarte, glaubt Rundfeldt.

“Natürlich kann man argumentieren, dass elektronische Geräte auf Schiffen grundsätzlich überflüssig sind, schließlich kommt man auch mit Papierkarte, Sextant, Kompass und einer genauen Uhr überall hin”, räumt er ein, während er in der Werkstatt im Bauch der C-Base [3] nahe der Jannowitzbrücke in Berlin an Hard- und Software schraubt. “Generell ist der technische Fortschritt auf See etwas verzögert und langsamer als zu Lande. Seeleute stehen neuen Technologien oft kritischer gegenüber als der typische technikaffine Landbewohner.”

Community-Meshnetz

Wer nun vermutet, das Projekt diene nur technikverliebten Wochenendseglern, die hauptberuflich im IT-Bereich arbeiten, der ist auf dem falschen Dampfer: Die Entwickler haben höhere Ziele und orientieren sich offensichtlich an Openstreetmap und ähnlichen Projekten: “Wir wollen alle Informationen sammeln, die Geräte derzeit auf der Brücke nur anzeigen. Unsere Software trägt sie zusammen, berechnet mit statistischen Methoden verlässliche Werte und konstruiert eine kostenlose, ja die bestmögliche Seekarte der Weltmeere”, schreiben die Entwickler auf der Webseite.

Rundfeldt und Weinen treiben Hackerfleet als Geschäftsführer einer 2011 gegründeten Firma voran. Das Community-Projekt war im Februar 2011 entstanden, wobei das gemeinsame Ziel lautete, innerhalb von vier Jahren ein Sammelsurium von vielen einzelnen Tools zu einer umfassenden Softwarelösung für Schiffe zu kombinieren.

Mitmachen kann dabei jeder, der entweder ein Schiff oder aber ein Haus an der Küste hat. Die Teilnehmer sammeln Daten und fungieren selbst als Uplink oder als Zugangspunkte im Meshnetz, dem »OpenSeaDataMesh« , oder in einer Meshkette von Schiffen bis zur nächsten küstennahen Station mit Uplink.

Hard- und Software

Technisch besteht die Hackerfleet-Lösung aus drei Komponenten (Abbildungen 2 und 3): Mastbox samt Antenne, ein kleiner Server unter Deck und eine Middleware auf einem Server im Web, die Daten annimmt und die Berechnungen erledigt. Die beiden sturmerprobten Bordrechner sind stromsparende ARM-Plattformen, ausgerüstet mit Not-Akkus, die laut den Entwicklern selbst tagelang ohne Stromzufuhr auskommen und stundenlang unter Wasser liegen können. Dafür werden beispielsweise die Steckverbindungen nach militärischen Vorgaben zertifiziert sein [4].

Abbildung 2: Ein ARM-Rechner mit Debian auf dem Mast, einer unter Deck, dazu eine effiziente Antenne, jede Menge Sensoren und Smartphone-Anbindung.

Abbildung 3: Die Mastbox ist wasserdicht und sturmerprobt, die Antenne kardanisch aufgehängt, damit der Empfang auch bei stark geneigtem oder schwankendem Schiff klappt.

Als Betriebssystem kommt Debian zum Einsatz, auf dem zentralen Server soll eine Middleware namens Cape laufen, die aus HTML, Javascript und Python besteht, bisher allerdings nur rudimentär entwickelt ist [5]. Die Clients (also die Rechner auf den Booten) liefern die Daten verschlüsselt und signiert ab, ein VPN ist möglich, derzeit aber nicht geplant. Viel wichtiger ist den Entwicklern eher ein fehlertoleranter Datentransfer, falls die Verbindung zu langsam oder zu schwach ist.

Sensoren, Schiffs-Bussysteme und Algorithmen

Das Hackerfleet-Projekt unterstützt bereits eine ganze Reihe von gängigen Schiffssensoren, flanscht sich aber auch an Schiffs-Bussysteme wie NMEA 0183 [6] oder NMEA 2000 [7] an. Aus versicherungs- und lizenzrechtlichen Gründen nur lesend, versteht sich. Die Kombination all dieser Messwerte ist ein Aspekt, Upload und dauerhafte Speicherung ein zweiter wichtiger Punkt im Konzept der Hackerfleet. Bisher zeigen Displays an Bord die Daten nur an.

Die Algorithmen, die in der Middleware über die Daten laufen, stellen Berechnungen an, die Messfehler korrigieren können, vor allem aber stellen sie Bezug zu beispielsweise GPS-Daten her – so ergibt sich im Idealfall eine deutlich bessere Tiefenkarte. Dahinter steckt viel Mathematik und noch mehr Informatik, erklärt Ijon: “Wir trauen den einzelnen Daten nicht, sondern validieren sie erst durch aufwändige Vergleiche anderer Informationsquellen für dieses Revier.”

Immer wieder segeln und rudern Entwickler, zum Beispiel am Wochenende, über die Ost- und Nordsee. Je mehr mitmachen, umso besser werden die Karten, und das Angebot gilt für Segler, Ruderer, Frachtschiffe und Sportyachten, schlicht für alles, was sich auf den Meeren tummelt. “Beispielsweise stammen die Wetterdaten, die es heute gibt, von gerade mal 200 bis 1000 Schiffen, die alle vier Stunden manuell Beobachtungen übermitteln. Da ist enormes Potenzial!”, ist sich Ijon sicher.

Die Geschäftsidee

Für die Hackerfleet GmbH, die Ijon und Riot gegründet haben, soll das Produkt auch ein tragfähiges Geschäftsmodell bringen. Spätestens 2015 wollen sie die ersten Geräte verkaufen. Attraktiv sollen sie anfangs nicht wegen der Kartenfunktionen sein – bis die mit den amtlichen Pflicht-Karten mithalten können, wird sicherlich einige Zeit verstreichen –, sondern wegen der außerordentlich guten Internet-Empfangsanlage und beliebig erweiterbaren Zusatzfunktionen. Sowohl für Endkunden (also Bootsbesitzer) wie auch für Firmenkunden (Bootsverleiher und Reeder) hält die Webseite spezielle Angebote bereit.

Das Konzept könnte aufgehen, denn die Antenne am Mast bringt auch noch deutlich weiter draußen auf See Internet aufs Boot, wenn kein Handy mehr mit UMTS glänzen kann, dank WLAN-Hotspot auch des Nachts in die Kabine, ganz ohne teure Satellitenverbindung. Und wenn dann mal ein anderes Schiff mit der gleichen Ausrüstung in der Nähe ist, geht das sogar noch weiter. “Bis zu 9 Seemeilen pro Hop schafft die Box bereits heute, an LTE und Wimax (für den asiatischen Raum) arbeiten wir”, erklärt Ijon. “Und der Stromverbrauch hält sich mit maximal 15 Watt bei 12 Volt in Grenzen. Charterbetreiber könnten damit werben und so die Anschaffung unserer Box amortisieren”, glaubt er.

Mehrwert gibt’s genug, zum Beispiel kostenlose Wetterinformationen aus dem Web oder aus dem Meshnetz oder Musik nicht nur via Internetradio, sondern auch vom USB-Stick, den der Kapitän am zentralen Server eingesteckt hat. Ob das aber dem in die Ruhe und Stille verliebten Segler gefällt?