Leicht manövrierbare Rollstühle, Rollatoren und Krankenhausbetten; Einkaufswagen und Fahrradanhänger, die geschmeidig um Kurven gleiten; Karren und Handwagen, die Ihnen helfen, auch schwere Lasten zu ziehen und zu schieben: All dies ist mit der neuen Technologie möglich, die Professor Matthias Nienhaus und sein Team an der Universität des Saarlandes entwickelt haben.

Ihr System mit intelligenten Rädern und einem Sensorgriff erfordert keine anderen Sensoren. Die Forscher benötigen lediglich die Daten, die in den Elektromotoren generiert werden, die die Räder antreiben, sowie die Daten, die durch das Bewegen des Griffs erzeugt werden. Das Team wird seine Erfindung auf der Hannover Messe vom 17. bis 21. April vorstellen (Halle 2, Stand B34).

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Voll beladene Einkaufswagen können überraschend unhandlich zu manövrieren sein. Im Baumarkt sieht man schnell ungeschickt aus, wenn man mehrere Säcke Zement zur Kasse fährt und dabei versucht, um eine Ecke zu kommen, während die Physik der Trägheit einen in eine andere Richtung schickt. Auch das Anfahren erfordert, ein gewisses Maß an Widerstand zu überwinden. Und sobald der Wagen in Bewegung ist, möchte er nicht von allein in eine Richtung gesteuert oder gestoppt werden.

Auch in anderen Bereichen des täglichen Lebens und der Arbeit kann die Verwendung von Fahrzeugen mit Rädern oder von Hilfsmitteln herausfordernd sein. Der Transport von Patienten auf sperrigen Notfalltragen, Krankenhausbetten oder Rollstühlen erfordert von Pflege- und Rettungsdienstpersonal erhebliches Geschick und Anstrengung. Und auf Wegen, die nicht auf Barrierefreiheit ausgerichtet sind, wie zum Beispiel steile Pfade, ist die Verwendung eines Rollstuhls, eines Rollators oder eines Kinderwagens eine mühsame Aufgabe.

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Eine neue technische Innovation, die vom Forschungsteam von Professor Matthias Nienhaus an der Universität des Saarlandes entwickelt wurde, kann es einfacher machen, sich auf Rädern fortzubewegen, zu lenken und schwere Lasten zu transportieren. „Mit nur zwei Fingern kann unser System schwere Lasten sicher bewegen und manövrieren. Es basiert auf der Wechselwirkung zwischen intelligenten Rädern und einem Sensorgriff“, erklärt Matthias Nienhaus.

Ohne weitere Sensoren zu verwenden, „wissen“ die von dem Spezialisten für Antriebssysteme und seinem Team entwickelten Räder, wann sie Unterstützung leisten müssen, beispielsweise in Kurven oder bergauf, und wie viel Schub erforderlich ist. Sie beschleunigen oder bremsen, rotieren langsamer oder schneller, wie es erforderlich ist, wobei jedes Rad entweder unabhängig oder synchron mit den anderen Rädern arbeitet.

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„Dazu nutzen wir die Elektromotoren in den Rädern als Sensoren. Sie liefern uns alle Messdaten, die wir benötigen, was unser System besonders effizient und auch kostengünstig macht“, erklärt Matthias Nienhaus.

Im Laufe mehrerer Forschungsprojekte untersuchten die Forscher, wie sie möglichst viele Daten aus den elektromagnetischen Antrieben extrahieren konnten, beispielsweise wie sich das elektromagnetische Feld an bestimmten Stellen im Motor verteilt und wie es sich beim Drehen des Rades verändert. Sie sammelten unzählige Messwerte, die in den elektrischen Antrieben der Räder auftreten, wenn sie sich drehen, und ordneten sie bestimmten Motorzuständen und Radpositionen zu.

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Auf der Grundlage dieser Daten sind die Ingenieure in der Lage, verschiedene Dinge zu erkennen. Die Datenreihen zeigen ihnen, wie sich die Position der Räder verändert, welche Kraft von den Antrieben ausgeht oder ob die Räder auf einer Seite stärker belastet werden als auf der anderen. Aus der Vielzahl der gesammelten Daten konnten sie Signalmuster identifizieren, die typischen Prozessen entsprechen.

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Von Michael Lewis

Michael Lewis ist ein anerkannter Schriftsteller und Journalist, der über die Welt der Finanzen, Politik und Sport schreibt. Seine Bücher, darunter "The Big Short" und "Moneyball", wurden für ihre engagierende Geschichten erzählt und aufschlussreich analysiert.

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