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Elektromobilität: Ist das EO Smart Connecting Car2 das Elektroauto der Zukunft für Megacities?

EO Smart Connecting Car2 ist ein elektrisches, hochflexibles, modulares robotisches Konzeptauto des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz, welches vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur gefördert wird. Es könnte Abhilfe bei den Verkehrsproblemen der Megacities schaffen. YooCorp sprach mit Mehmed Yüksel, Systems Ingenieur M.Sc., DFKI Mitarbeiter und einem der Entwickler der EO Smart Connecting Cars 1 und 2.

YooCorp: Sie waren neulich mit Ihrem Konzeptauto EO Smart Connecting Car2 auf der Internationalen Leitmesse für Elektromobilität in München. Wie war die Resonanz der Besucher?

Yüksel: Die Messeresonanz war für uns als Entwicklerteam hervorragend. Alle, die uns am Stand besucht haben, waren von unserem Konzeptauto EO Smart Connecting Car2 fasziniert. Einheimische und internationale Fachbesucher haben die unterschiedlichen technischen aber auch gesellschaftlichen Aspekte des Konzeptes positiv kommentiert. Wir konnten uns mit unseren Besuchern hinsichtlich der Integration von künstlicher Intelligenz und Robotik in die Mobilitätsideen und Lösungsvorschläge für das Übermorgen der Mobilität angeregt austauschen.

YooCorp: Was sind die Anforderungen an die Mobilität der Zukunft, insbesondere in großen Städten?

Yüksel: Zusammen mit regionalen Firmen und Instituten arbeiten wir seit 2009 innerhalb der Modellregion Elektromobilität Bremen/Oldenburg an diesem Thema. Das Projekt Neue Mobilität im ländlichen Raum, innerhalb dessen das EO Smart Connecting Car 2 weiterentwickelt wurde, ist eines der Projekt, die vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (damals noch Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung) gefördert wurde. Ihre Frage anhand von konkreten Punkten zu beantworten ist schwierig, da das Thema sehr komplex ist. Eine Antwort wie “Stau und Parkplatzprobleme in Metropolen bekämpfen” allein zu geben wäre nicht ausreichend. Meiner Meinung nach sollte man urbane Räume als komplexe, in sich geschlossene Systeme betrachten; Input bekommen diese über den Faktor Mensch im Verkehr, die Mobilitätsgrenzen der heutigen Fahrzeuge und die Infrastrukturprobleme der Metropolen. Als Output erzeugen sie Stau, Parkplatzprobleme, Verkehrsunfälle, Umweltverschmutzung, Energieprobleme. Hier sollte man sich auf die Eingangsgrößen fokussieren, um die Ausgangsgrößen zu optimieren.

Als Menschen werden wir Tag für Tag mobiler und unser Mobilitätsbedarf steigt schneller als das Wachstum der Metropolen oder die angebotenen Lösungen der Automobilindustrie. Wenn man ein herkömmliches Auto von heute mit seinen hundert Jahre älteren Vorgängern vergleicht – abgesehen von Faktoren wie Sicherheit, Effizienz etc. – sieht man das gleiche Bild: Ein 4-rädriges Fahrzeug mit einer starren Bauform, welches einen zentralen Antrieb für die Traktion und eine lenkbare vordere Achse hat. Das kann nicht die Lösung unserer heutigen individuellen Mobilitätsprobleme sein. Um das zu ändern, könnte man heutzutage Techniken aus der Robotik in die Automotive integrieren.

Natürlich sind oft wir Menschen die Hauptursache von Verkehrsunfällen (überhöhte Geschwindigkeit, Unachtsamkeit, Missachtung der Verkehrsregeln oder riskantes Fahren, etc.), Energieverlusten beim Fahren (zu viel oder zu wenig Beschleunigung) und Verkehrsproblemen (Stau, Falschparken, etc.). Diese Probleme könnten durch die Integration intelligenter Systeme in unseren Fahrzeugen weitestgehend vermieden werden.  

YooCorp: Sie entwickeln seit drei Jahren in einem interdisziplinären Team den EO Smart Connecting Car2. Wie ist der aktuelle Stand der Entwicklung?

Yüksel: Wir sind ein kleines, besonders engagiertes Team, bestehend aus neun Wissenschaftlern, einem Designer und mehreren Studierenden. Innerhalb von drei Jahren haben wir EO Smart Connecting Car 2 mit einer Koppelschnittstelle als robotische Basisplattform soweit aufgebaut, dass er als ein Technologieträger manuell bedient oder ferngesteuert gefahren werden kann.

Mobilitätsbedürfnisse des 21. Jahrhunderts gezielt angehen

YooCorp: Was zeichnet den EO Smart Connecting Car besonders aus?

Yüksel: Denken Sie an ein robotisches Auto, welches sich durch seine Autonomie, erweiterte Manövrierbarkeit, Faltbarkeit und Fahrerunterstützungsfunktionen, Modularität und Koppelbarkeit an Ihre individuellen Mobilitätsbedürfnisse anpasst. Diese Eigenschaften waren bei der Entwicklung des EO Smart Connecting Car 2 unser Leitfaden. Dank einer geteilten Antriebstechnik durch Radnabenantriebe erreicht das Fahrzeug eine erweiterte Flexibilität.

Mit lenkbarer Vorder- und Hinterachse erreicht es eine größere Manövrierbarkeit als ein herkömmliches Auto. EO Smart Connecting Car hat einen Wendekreis von ca. 3,8 m und eine zusätzliche diagonale Lenkung zur normalen doppel-Ackermann Lenkung (vordere und hintere Achse gleichzeitig lenkbar). Diese kann beim Spurwechsel eines Road Trains aktiv verwendet werden. Eine andere Wendemöglichkeit unserer Forschungsplattform ist das Drehen auf der Stelle, bei dem nur knapp 2 m benötigt werden. Durch das schnell wechselbare modulare Akkusystem, wird die Reichweite des Fahrzeugs ohne lange Aufladezeit verlängert.

Für kleine Parklücken ist der EO Smart Connecting Car ideal. Er kann seitwärts fahren und seine Länge sowie seine Höhe verändern, um in Parklücken von zwischen ca. 1,5 m und 2,5 m problemlos zu passen. Bei den Morphologieänderungen des Wagens bleibt der Fahrer in einer komfortablen Sitzposition, die sich immer der aktuellen Lage anpasst. Zusätzlich wird die Radhöhe zur Kompensierung der Seitenneigung bei Kurvenfahrt zwecks Steigerung des Fahrkomforts adaptiv angepasst. Unser modulares Konzept bietet durch die Koppelschnittstelle die ideale Lösung zu unterschiedlichen Nutzungsszenarien, die von einem einfachen Erweiterungsmodul, wie z.B. einem zusätzlichen Kofferraum bis zum Andocken eines zweiten Autos zu einem Road Train variieren können. Um seine unterschiedlichen Mobilitätswünsche zu erfüllen, bräuchte man nicht täglich mit einem großen und schweren, vollausgestatteten Auto mit hohem Energieverbrauch und Parkplatzbedarf zu fahren. Man könnte sich sein Fahrzeug effizient je nach Bedarf zusammenstellen.

YooCorp: Es gibt bereits ähnliche Mobilitätskonzepte auf dem Markt. Der Österreicher Gottfried Perdolt hat mit „Ellipso“ und „Parallelo“ ein ähnlich faltbares Auto konzipiert und sucht Patent-Partner. Am südkoreanischen Technologieinstitut KAIST entstand unter der Bezeichnung Armadillo-T ebenfalls der Prototyp für ein zusammenfaltbares Auto. Auch „Hiriko“ ist ein Elektroauto, das vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) entworfen wurde und zum Parken zusammengefaltet wird. Gibt es eine Zusammenarbeit oder ein Austausch mit diesen Einrichtungen? Wenn nein, warum nicht?

Yüksel: Die EO Smart Connecting Car Konzeptautos 1 und 2 sind nicht die ersten und mit Sicherheit nicht die letzten, die diesem Konzept folgen. Als Wissenschaftler sollten wir allerdings nicht Amerika neu entdecken, deswegen bezwecken wir immer den Stand der Technik einen Schritt vorwärts zu bringen. Wir als Wissenschaftler des DFKI Robotics Innovation Centers in Bremen setzen unsere Erfahrungen aus Anwendungsfeldern der Robotik, wie Unterwasser-, Weltraum-, SAR- (Search and Rescue) und Sicherheitsrobotik, Logistik, Produktion und Consumer (LPC), Kognitive Robotik, sowie Rehabilitationsrobotik in der Elektromobilität der Zukunft ein. Die Mehrheit der Institute und Firmen, die im Bereich Autonomie aktiv sind, arbeiten mit herkömmlichen Autos. Und diejenigen, die an Elektromobilität arbeiten, berücksichtigen oft die Autonomie nicht. Was wäre, wenn alles neu konzipiert werden könnte unter der Lupe der künstlichen Intelligenz?

Die Ergebnisse aus dem MIT “Citycar” Projekt sind uns natürlich bekannt. Das “Hiriko” Projekt lief parallel zur Entwicklung von EO Smart Connecting Car 1, wobei unsere Ergebnisse schlussendlich früher vorlagen. Soweit ich weiß ist das Projekt wird nicht mehr weiter geführt. Direkte Zusammenarbeit mit einer der oben genannten Einrichtungen wurde uns bisher nicht angeboten. Vorschläge einer Zusammenarbeit mit Autoherstellern, Firmen oder anderen Instituten sind unsererseits herzlich willkommen!

Kooperationspartner sind herzlich willkommen

YooCorp: Welche aktuelle Schwierigkeiten gibt es derzeit noch beim EO Smart Connecting Car2?

Yüksel: Schwierigkeiten und Problemen stehen wir bei komplexen robotischen Systemen mit sehr kompaktem Aufbau, die das Resultat interdisziplinären Arbeitens sind, immer wieder gegenüber. Wir haben zum Glück die größten Probleme bereits bewältigt.

Eine noch bestehende Schwierigkeit wäre die Straßenzulassung, die wir für den EO Smart Connecting Car 2 gerne erreichen würden. Aufgrund der komplexen Teilsysteme (wie throttle-by-wire, steer-by-wire, brake-by-wire, Zusammenfalten des Fahrzeugs, Koppelschnittstelle etc.) muss das Fahrzeug länger geprüft und dokumentiert werden als ein herkömmliches Auto. Das Verfahren zum Erwerb einer Straßenzulassung für ein solches Fahrzeug ist sehr aufwändig. Wir haben uns deswegen zu Beginn der Entwicklung entschieden, uns vorwiegend auf die Entwicklung unseres Technologieträgers zu fokussieren und die neuartigen Technologien für zukünftige Mobilitätskonzepte erst einmal auf einem geschlossenen Testgelände auszuprobieren. Nur dadurch ist es uns möglich gewesen, das Auto in so kurzer Zeit fertig zu stellen.

YooCorp: Das Fahrzeug zeichnet sich durch große Fensterscheiben aus. Wie sieht es beispielsweise mit gängigen Sicherheitsstandards wie der Integration von Airbags im Fahrzeug aus?

Yüksel: Aus designtechnischen Gründen und für einen guten Überblick über die Fahrzeugumgebung wollten wir die Fensterscheiben möglichst groß behalten. Ein anderer Punkt war z.B. die Windschutzscheibe zur Projektion von individuellen Fahrtinformationen für den Fahrer zu nutzen.

Auf unserer Testplattform haben wir bereits einige Sicherheitsmaßnahmen umgesetzt. Damit wir auf unserer Technologieentwicklungsplattform jederzeit leichten Zugang zu allen Komponenten des Fahrzeuges haben, und sie jederzeit erneut programmieren können, ist ein Airbag noch nicht integriert. In der aktuellen Entwicklungsphase könnte ein Airbag ein Hindernis sein. Ein Airbag enthält pyrotechnische Stoffe und müsste bei jeder Änderungsarbeit in seiner Umgebung demontiert und wieder montiert werden. Dies darf aus Sicherheitsgründen und laut Sprengstoffgesetz nur von einer sachkundigen, geschulten Person durchgeführt werden. Das wäre für uns nicht möglich. Der Innenraum des Fahrzeuges ist allerdings auch noch nicht abschließend gestaltet.

YooCorp: Bundeskanzlerin Angela Merkel strebt bis 2020 für Deutschland eine Million Elektrofahrzeuge an. Wie realistisch ist die Prognose?

Yüksel: Wenn Sie mir diese Frage vor 3 Jahren gestellt hätten, hätte ich Ihnen aufgrund des damaligen Wachstumsschubs der Elektromobilität und des wachsenden Umweltbewusstseins geantwortet, es sei ziemlich realistisch. Aber aus heutiger Sicht, mit der derzeitigen Marktentwicklung der Elektromobilität in Deutschland, halte ich diese Prognose für wenig realistisch. Laut den Informationswerten vom KBA im Januar 2014 zum Fahrzeugbestand in Deutschland, lag die Anzahl von rein elektrischen Autos bei 12.156 und die von Hybridautos bei 85.575.

YooCorp: Welches sind die nächsten geplanten Schritte beim EO Smart Connecting Car2? Was fehlt, um aus dem Modellauto ein Serienprodukt zu entwickeln?

Yüksel: Derzeit integrieren wir die für vollautonome Funktionen erforderlichen Sensoren und Software, sodass noch im ersten Quartal 2015 automatische Einparkmanöver einschließlich Parkplatzsuche erprobt werden können.

Leider gibt es bisher kein direktes Folgeprojekt, bei welchem wir EO Smart Connecting Car 2 weiterentwickeln könnten. Auch eine konkrete Zusammenarbeit seitens der Autohersteller, um unsere bisherigen Erfahrungen über robotische e-Autos einbringen zu können, liegt uns nicht vor. In dem DFKI-Projekt DaBrEM rüsten wir vier innovative Versuchsfahrzeuge um, um sie in speziellen Bereichen (sogenannten „Gated Areas“) vollautonom zu testen. In diesem Projekt wird unsere Testplattform EO Smart Connecting Car 2 ebenfalls verwenden. Wie in den meisten Robotik-Anwendungen, gibt es genug Potenzial, eine Teillösung unseres Konzeptautos in einem anderen Anwendungsfeld der Robotik zu integrieren. Wichtig ist, dass unsere Ergebnisse damit nicht in der Schublade landen!

Weitere Informationen über das Projekt:

dfki.de/robotik