Vor allem in den Städten sind Elektro-Velos zum Ausleihen weit verbreitet. Gegen eine Gebühr kann eines der kompakten Zweiräder an einer Station gemietet werden. Die Krux: Die Velos sollten auch wieder an (leeren) Stationen abgestellt werden.
Genau hier setzt eine Gruppe ETH-Studierender an: Die zukünftigen Maschinenbauingenieurinnen und -ingenieure tüfteln daran, dass die Velos selbstständig an die richtigen Abholstationen zurückfahren.
Autonome Wiederverteilung
Daniel Lagnaux ist Teil dieser zehnköpfigen Projektgruppe um den Robotikprofessor Roland Siegwart. Er erklärt die Idee so: «Man kann das öffentliche Velo ganz normal brauchen. Sobald man es abstellt, schaltet das Velo in den autonomen Modus und fährt selbstständig an eine Station.» Eines der grössten Probleme sei aktuell, dass öffentliche Velos nicht an ihren Stationen seien.
Das bedeutet: Die Velos stehen irgendwo verteilt herum. Momentan müssen die Unternehmen die Velos manuell einsammeln und mit Lieferwagen quer durch die Stadt an die Stationen verteilen.
Diese Wiederverteilung ist teuer und ineffizient. Lagnaux spricht von 30 bis 50 Prozent des gesamten Umsatzes, die dafür aufgewendet werden.
Stützräder für die Balance
Eine grosse Herausforderung: dass das Velo nicht umfällt, wenn es alleine fährt. Nach einigen Berechnungen und mathematischen Modellen landeten sie schlussendlich bei den Stützrädern. «Die einfachste war auch die beste Lösung», so Daniel Lagnaux.
Wenn man mit dem Velo fährt, können die Stützräder mit einem Handgriff eingeklappt werden. Durch das Auf- und Zuklappen merkt das «AutoBike», ob es im manuellen oder autonomen Modus ist.
Generell sei es wichtig gewesen, dass «AutoBike» ein Velo bleibe. Nichts Kompliziertes oder Schweres also, sondern ein normales, benutzerfreundliches Fahrrad, so Lagnaux. Der Prototyp wiegt rund 37 Kilogramm und damit etwa gleich viel wie öffentliche Leihvelos.
Orientierung dank Cost Map
Eine weitere Schwierigkeit war die Software. Fast ein Jahr lang tüftelten sechs der zehn Studierenden an ihr. «In einem ersten Schritt nimmt das Velo die Welt auf. Mit diesem Wissen überlegt es sich, wo es durchfahren kann», so Daniel Lagnaux.
So werden auch Hindernisse wie Pfosten oder Wände erkannt. Diese sogenannte «Cost Map» ist eine schwarz-weisse Karte, wobei schwarze Punkte Hindernisse darstellen.
«Sobald diese Karte erstellt ist, berechnet ein Algorithmus den effizientesten Weg», so Lagnaux. Das Velo kann bis zu 25 km/h schnell fahren. Im autonomen Modus fährt es aus Sicherheitsgründen allerdings maximal 5 km/h.
Weitere Hürden bis zur Einführung
Ein erstes Ziel haben die Forschenden bereits erreicht: Ihr «AutoBike» ist autonom von einer Station an der ETH Zürich zu einer Station der Universität Zürich gefahren. Das nächste Ziel sei es, die Bewilligung für einen Pilotbetrieb in einem Testgebiet zu bekommen.
Bis das «AutoBike» tatsächlich auf die Strasse kommt, dürfte es aus regulatorischen und technischen Gründen noch etwas dauern, sagt Lagnaux. Der Kontakt zum Bundesamt für Strassen (ASTRA) steht aber bereits. Schliesslich muss auch ein selbstfahrendes Velo wissen, in welchem Gebiet es fahren darf.
