Im Jahr 2020 sind auf Deutschlands Straßen 142 E-Bike-Fahrende gestorben. Laut Statistischem Bundesamt entspricht dies einem Anstieg von mehr als 20 Prozent gegenüber 2019. Zu den hauptsächlichen Ursachen tödlicher Unfälle zählen die besondere Handhabung sowie höhere Durchschnittsgeschwindigkeiten von E-Bikes. Radfahrende verlieren schneller die Kontrolle, weil viele E-Bikes schwerer und schneller sind als ein normales Fahrrad. Gerade für ältere Menschen ist die Gefahr größer. Erstens stellen sie eine der Hauptnutzergruppen dar und zweitens sind sie generell einem erhöhten Unfall- und Verletzungsrisiko ausgesetzt.
Wie also kann das Fahren mit einem E-Bike sicherer werden? Forschende an der Technischen Universität in Delft verfolgen zusammen mit dem Fahrradhersteller Koninklijke Gazelle da eine ganz eigene Idee. Beide tüfteln an einer intelligenten Lenkunterstützung für Fahrräder. Diese soll bereits ab Geschwindigkeiten von 4 km/h das Bike stabilisieren und insbesondere ein Umkippen verhindern.
Zum Lenkassistenzsystem gehört eine im Steuerohr integrierte Einheit.
Erst erforscht, dann konstruiert
Wann aber fällt überhaupt ein Fahrrad um – und wann nicht. Darüber hat Dr. Arend Schwab von der TU Delft gemeinsam mit Kolleginnen sehr intensiv nachgedacht. In renommierten Fachzeitschriften wie Science hat er Forschungsarbeiten über die Theorie der Fahrradstabilität veröffentlicht. „Wir entwickelten ein mathematisches Modell mit etwa 25 physikalischen Parametern, das die Stabilität eines Fahrraddesigns bei verschiedenen Geschwindigkeiten erfolgreich vorhersagte“, erklärt Dr. Arend Schwab. „Wir haben auch experimentell bewiesen, dass die Erkenntnisse hinter der Theorie richtig waren.“
Aus Theorie wurde Praxis. Inzwischen beschäftigt sich Schwab mit einer Lenkunterstützung, dem ersten System der Welt, das ein Fahrrad aufrecht halten soll. Das zugrundeliegende Konzept gleicht ein wenig dem Spurassistenten eines Autos. „Eigentlich ist es technisch ganz einfach“, sagt der Forscher. „Man braucht einen Sensor, der erkennt, wann das Fahrrad umkippt. Dazu einen Motor, der die Lenkung anpassen kann. Und einen Prozessor, der den Motor steuert. Die Herausforderung besteht darin, die richtigen Algorithmen für den Prozessor zu finden. An der Stelle waren unsere wissenschaftlichen Untersuchungen zur Fahrradstabilität enorm wichtig.“
Teile der Sensorik und der Datenverarbeitung sind in einer einfachen Box auf dem Gepäckträger angebracht.
Testsystem im Einsatz
Sensor, Motor, Prozessor und Algorithmen – all das hat das Team um Dr. Arend Schwab zu einem ganzheitlichen System zusammengefügt. Aktuell sammelt ein E-Bike mit dem Prototyp fleißig Kilometer. Die Tests sollen Aufschluss darüber liefern, wie Menschen die Lenkhilfe erleben und welche Art der Unterstützung am besten funktioniert. Erste Ergebnisse geben Anlass zu Optimismus. Zudem soll sich zeigen, wie zuverlässig das System bereits arbeitet.
Bis zur Marktreife ist es dennoch ein weiter Weg. Laut Dr. Arend Schwab könne es noch ein paar Jahre dauern, bis eine ausgereifte intelligente Version des Prototyps für E-Bikes erhältlich sei. Irgendwann werde die Lenkhilfe aber etwas ganz Alltägliches sein. Davon gehen sowohl die TU Delft als auch Gazelle aus.
Bilder: TU Delft
