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Bremsen wie von Geisterhand

Drahtlose Fahrradbremse als Prototyp in besonderer Mission

Noch bremsen über Funk verbundene Komponenten nur ein Fahrrad, bald schon sollen sie Züge über die Gleise lotsen. Daran, dass das in Zukunft problemlos funktioniert arbeiten Saarbrücker Informatiker. Sie erforschen mathematische Methoden, die die Verlässlichkeit solcher Systeme automatisch überprüfen können. Ihre aktuellen Ergebnisse stellen sie auf der Computermesse CeBIT in Hannover vor.

Holger Hermanns, Informatik-Professor an der Universität des Saarlandes, hat die Sicherheit seiner drahtlosen Fahrradbremse mathematisch bewiesen. © Angelika Klein

Drahtlose Netzwerke für den Zugverkehr

„Drahtlose Netzwerke funktionieren nie hundertprozentig, das ist technologisch bedingt“, erklärt Professor Holger Hermanns, der an der Saar-Uni den Lehrstuhl für Verlässliche Systeme und Software leitet und zusammen mit seinem Team die drahtlose Fahrradbremse entwickelt hat.

Dennoch werden immer mehr Systeme drahtlos realisiert, die, wie eine einfache Fahrradbremse, auf jeden Fall funktionieren müssen. „Konkrete Pläne existieren zum Beispiel für den künftigen Europäischen Zugverkehr“, berichtet Hermanns und führt weiter aus, dass Experimente mit Zügen und Flugzeugen viel zu aufwändig seien und bei Fehlfunktion sogar Menschen gefährden könnten.

Drahtlose Fahrradbremse als Spielwiese für Forscher

Daher arbeiten die Saar-Informatiker an mathematischen Methoden, die das Zusammenspiel der Komponenten automatisch überprüfen. „Die drahtlose Fahrradbremse bietet uns die notwendige Spielwiese, um diese Methoden für den Einsatz in weitaus komplexeren Systemen zu optimieren“, so Hermanns.

Für ihre drahtlose Fahrradbremse erweiterten die Informatiker Rechenverfahren, die sonst auch bei der Prüfung von Steuersystemen in chemischen Fabriken zum Einsatz kommen. Sie kamen zu dem Ergebnis, dass die Bremse zu 99,9999999999997 Prozent zuverlässig sei. „Das bedeutet, dass drei aus einer Billiarde Bremsversuchen fehlschlagen“, erklärt Hermanns und fügt hinzu: „Das ist nicht perfekt, aber dennoch akzeptabel.“

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Drucksensor im Gummigriff

Um zu bremsen, muss der Fahrradfahrer den Forschern zufolge lediglich den rechten Gummigriff am Lenker fest umgreifen. Je stärker er zufasst, desto stärker bremst, wie von Geisterhand, die Scheibenbremse im Vorderrad. Möglich macht dies ein Zusammenspiel mehrerer elektronischer Komponenten. Im schwarzen Gummigriff ist ein Drucksensor integriert, der ab einem bestimmten Druck einen kleinen Sender aktiviert. Dieser sitzt in einem blauen Kunststoffkästchen von der Größe einer Zigarettenschachtel, das ebenfalls an der Lenkstange befestigt ist.

Seine Funksignale gehen nach Angaben der Informatiker unter anderem an einen Empfänger am Ende der Radgabel. Dieser sorgt dafür, dass eine weitere Komponente das Signal in eine mechanische Bewegung umsetzt, die letztendlich die Scheibenbremse greifen lässt. Der notwendige Strom dazu stammt von einer Batterie, die ebenfalls an der Radgabel sitzt.

Nur zwei Meter Reaktionsweg

Mit der aktuellen Ausstattung schafft es das Fahrrad den Forschern zufolge spätestens nach 250 Millisekunden zu bremsen, was bei einer Geschwindigkeit von 30 Kilometern pro Stunde einem Reaktionsweg von zwei Metern entspricht. Dabei wollen es die Informatiker jedoch nicht belassen. „Es ist jetzt nicht mehr schwer, ein Antiblockiersystem und Antischlupfregelung zu integrieren. Das ist schnell gemacht“, meint Hermanns.

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Redaktion scinexx.de / Universität des Saarlandes
Stand: 01.03.2012

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