Intelligente Antriebe aus dem Saarland: Forschung wird zur Anwendung

Wie aus universitärer Forschung konkrete Innovationen für Industrie und Alltag entstehen, zeigt das Saarbrücker Unternehmen Wellgo Systems aktuell auf der Hannover Messe. Gemeinsam mit dem Team um Professor Matthias Nienhaus vom Lehrstuhl für Antriebstechnik der Universität des Saarlandes präsentieren die Antriebsspezialisten sogenannte „intelligente Räder“, die das Bewegen schwerer Lasten deutlich erleichtern.

Jede noch so kleine Bewegung, jeder winzige Impuls beim Schieben, Ziehen oder Drücken verrät den intelligenten Rädern, was und wohin der Mensch will. Die Räder verstehen diese Signale durch ihre Sensoren und legen sich entsprechend ins Zeug. So fahren mit ihnen ausgestattete Vehikel aller Art leichter an, gleiten sanfter um die Kurve und stoppen schneller. „Das Fahren fühlt sich wesentlich leichter an, ein Großteil der Masse wird beschleunigt durch die unterstützenden Elektromotoren in den Rädern“, erklärt Professor Matthias Nienhaus. Widerspenstige Einkaufswagen oder das sperrige Krankenhausbett lassen sich mit sanften Berührungen statt dem üblichen Hin-und-her-Gezerre lotsen. Fahrradanhänger sind nicht mehr nur passiv im Schlepptau und auch Rollator oder Rollstuhl unterstützen ihre Nutzerinnen und Nutzer aktiv.

An der neuen Technologie haben Nienhaus und sein Team an der Universität des Saarlandes über Jahre geforscht, entwickelt und gefeilt. 2018 zeigten die Antriebstechnikerinnen und -techniker auf der Hannover Messe, dass Räder allein aus den Messdaten der Elektromotoren in ihrem Inneren erkennen können, wann und wie sie die Fahrt unterstützen müssen – ohne dass zusätzliche Sensoren nötig wären. 2023 demonstrierten sie, wie die Räder hierdurch in Kombination mit einem Sensorgriff in der Lage sind, Lasten leicht zu bewegen: Sie beschleunigen oder bremsen, drehen langsam oder schneller je nach Bedarf – jedes Rad für sich oder im Verbund. „Mit der Kombination aus Sensorgriff und Rädern bewegen wir heute mehr als vier Tonnen Gewicht“, sagt Nienhaus. Bislang war der Sensorgriff notwendig als Schnittstelle zum Menschen, der die gewünschte Richtung vorgibt. Hier saß bisher die Schaltzentrale des Systems, der Microcontroller.

Räder, die mitdenken: Unterstützung ohne Sensorgriff

Neu ist nun: Dieser Sensorgriff kann in vielen Fällen sogar wegfallen. „Das macht die Technik einfacher, intuitiver und günstiger“, sagt Matthias Nienhaus. Minimale Berührungen oder sonstige Impulse reichen aus, damit die Antriebe in den Rädern verstehen, ob sie sanft oder kräftig Anschub leisten sollen. Möglich wird dies, weil sich die Antriebe mit der passenden Regelungstechnik selbst ansteuern und die Befehle geben können. „Die Steuerung funktioniert durch ein Zusammenspiel von Methoden Künstlicher Intelligenz, leistungsfähigen Algorithmen und der Identifikation der richtigen Parameter aus den Daten der Elektromotoren in den Rädern“, fasst Matthias Nienhaus zusammen.

Ohne Griff funktioniert die Technologie bislang für Vehikel bis zu 100 Kilogramm Gewicht, je nach Anwendungsart und Ladung. Auf der Hannover Messe werden die Forscher unter anderem mit einem Fahrradanhänger zeigen, wie leichtläufig er durch die intelligenten Räder wird. Um auch deutlich schwerere Fälle ohne Sensorgriff zu transportieren, forscht das Team weiter. Für sehr schwere Wagen bleiben Räder plus Sensorgriff die Lösung.

Damit wird aus einer wissenschaftlichen Lösung eine skalierbare Plattformtechnologie mit breitem Einsatzspektrum: von Klinikbetten und Rollatoren über Logistiksysteme bis hin zu Kinderwagen oder Fahrradanhängern. Genau hier liegt der Kern des Transfers – die Überführung von Forschungsergebnissen in konkrete Anwendungen mit Marktpotenzial.

Der Weg in die Praxis erfolgt dabei konsequent über Kooperationen: Die Ausgründung Wellgo Systems bringt die Technologie in industrielle Kontexte und sucht gezielt Partner, um neue Anwendungen zu erschließen und die Serienreife voranzutreiben.

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Diese News erscheint im Rahmen der saarländischen Transferinitiative. Partner der Initiative sind die saaris GmbH, die FITT gGmbH sowie die Triathlon Transfer GmbH. Ziel der gemeinsamen Aktivitäten ist die nachhaltige Stärkung des Technologietransfers im Saarland und damit die gezielte Weiterentwicklung und Wettbewerbsfähigkeit des saarländischen Wirtschaftsstandortes. 

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