Smarter Helfer für den Kofferraum

24.10.2016

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Drei RWTH-Lehrstühle sind an der Entwicklung des elektrischen Transport- und Fahrgerätes „Ford Carr-E“ beteiligt.

 

Er ist weiß, flach und rund, hat vier Räder und ähnelt einem automatischen Rasenmäher. Der Carr-E ist ein elektrisch betriebenes Fahrzeug, das entwickelt wurde, um Gepäckstücke oder andere Gegenstände, aber auch Personen zu befördern. Mit einem Gewicht von rund zehn Kilogramm und einer Breite von rund 50 Zentimetern passt der Carr-E problemlos in den Kofferraum eines Autos.

Besonders auf Reisen, etwa auf dem Weg vom Parkplatz zum Flughafenterminal, könnte das Gerät für die Nutzer von großem Vorteil sein. „Der Carr-E hat drei verschiedene Funktionen - so lässt er sich per Handy-App fernsteuern“, erklärt Benedikt Groschup vom RWTH-Lehrstuhl für Production Engineering of E-Mobility Components, PEM. „Darüber hinaus kann man das Gerät in den Folgemodus stellen, in welchem es dem Nutzer automatisch hinterherfährt und schweres Gepäck transportiert. Im letzten Modus kann der Nutzer das Fahrzeug selbst zum Fahren benutzen.“

Mit der Idee zu diesem „Electrical Pedestrian Assisted Devices“, kurz ePAD, bewarb sich der Kölner Ford-Mitarbeiter Kilian Vas bei einem betriebsinternen und international ausgeschriebenen Wettbewerb. Unter insgesamt 633 Vorschlägen wurde der Carr-E von einer Fachjury ausgewählt. Im Rahmen der Ford – RWTH Aachen University Research Alliance wurde die RWTH beauftragt, den Carr-E als Prototypen umzusetzen. Die Herausforderung bestand darin, ein technisches Gerät in Hard- und Software umzusetzen. Dabei musste in einem empirisch-experimentellen, nutzerzentrierten Vorgehen abgestimmt werden, wie der Carr-E mit seinen zukünftigen Nutzern kommunizieren wird und wie das Interaktionsdesign aus Sicht der Nutzer aussehen muss.

Zusammenarbeit von drei RWTH-Lehrstühlen

In weniger als vier Monaten schafften es die Lehrstühle für Kommunikationswissenschaft, COMM, unter der Leitung von Professorin Martina Ziefle, der Lehrstuhl für Informatik 11, i11, von Professor Stefan Kowalewski und das PEM unter der Leitung der Professoren Günther Schuh und Achim Kampker ein vollfunktionsfähiges Gerät zu entwickeln.

Im Laufe des Entwicklungsprozesses war das PEM für die Konstruktion und den Prototypenbau zuständig. Dabei wurde auf konventionelle Fertigungsverfahren wie etwa Drehen und Fräsen zurückgegriffen. „Wir haben im weiteren Verlauf jedoch auch Lasertechnik und additive Fertigungsverfahren wie 3-D-Druck verwendet“, berichtet Groschup. Um einen möglichst hohen Reifegrad des finalen Prototypen zu gewährleisten, wurde nach dem Return-on-Engineering Prinzip ein Design-Prototyp und ein sogenannter funktionaler Prototyp entwickelt – letzterer konzentrierte sich auf das Innenleben des Geräts. Dadurch konnten bereits in einem frühen Entwicklungsstatus Optimierungspotential erkannt und die grundlegenden Eigenschaften des Gerätes validiert werden.

Der Lehrstuhl i11 habe dem Carr-E „das Leben eingehaucht“, beschreibt Professor Kowalewski den Beitrag seiner Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter. „Für die Steuerung per Gewichtsverlagerung und für die Folgefunktion per Ultraschallkommunikation mussten von Grund auf neue Konzepte erdacht und umgesetzt werden, die mittlerweile auch patentiert wurden. Einen so großen Funktionsumfang innerhalb der kurzen zur Verfügung stehenden Zeit zu realisieren, war nur durch die Anwendung moderner, agiler Entwurfsmethoden möglich.“ Das Team vom i11 entwickelte die komplette Elektronik und Software inklusive Sensorik, Antrieb, Licht- und Soundsystem sowie die Smartphone-App.

Zum „Leben einhauchen“ gehört nicht zuletzt die Frage nach der Akzeptanz des Smart-Helfers. Dies war die Aufgabe des Lehrstuhls COMM. „Nur wenn Kunden überzeugt sind, dass ein Gerät ‚versteht‘, was Nutzer wollen und so kommuniziert, dass Nutzer verstehen, was gemeint ist, wird das Gerät für die tägliche und selbstverständliche Nutzung akzeptiert“, erläutert Professorin Ziefle. In verschiedenen empirischen Studien haben Nutzer aller Altersstufen gemeinsam das kommunikative Design, die Licht- und Lautsprache, und das visuelle Design, also Aussehen, Persönlichkeit, Form und Funktion, entwickelt und iterativ bewertet.

Die Integration dieser unterschiedlichen Facetten – Hard- und Software sowie Mensch-Technikkommunikation – in einem Device war sehr erfolgreich und hat gezeigt, dass die an der RWTH praktizierte Interdisziplinarität zu innovativen und gesellschaftlich akzeptierten Technologieentwicklungen führen kann.

Die Ford – RWTH Aachen University Alliance

Die Ford – RWTH Aachen University Alliance besteht seit 2013 und ist die Basis für die sehr gut funktionierende Kooperation zwischen Ford und der RWTH. Ford stellt im Rahmen der Alliance ein zentrales Budget zur Verfügung, dass es ermöglicht, hochschulweit Projekte an der RWTH zu fördern. Die RWTH ist neben den US-amerikanischen Universitäten MIT, University of Michigan und Stanford die einzige Universität außerhalb der USA, mit der Ford diese Art der strategischen Kooperation eingegangen ist. Koordiniert wird die Alliance vom Technologietransfer der RWTH.

Redaktion: Presse und Kommunikation