Kategorie: Technik für die Umwelt

Ein absoluter Hingucker

Der Vision Van von Mercedes-Benz wurde auf der IAA Nutzfahrzeuge 2016 vorgestellt. Er ist die Zukunftsvision des Paketautos von morgen und hat so einige Tricks auf Lager. Bereits von außen ist der Anblick des modernen Paketautos sehr futuristisch. Die Frontscheibe spannt sich bis über die Seiten des Vans und ermöglicht der Fahrerin oder dem Fahrer so einen fast uneingeschränkten Rundumblick. Auf der Vorder- und Rückseite des Fahrzeugs sind LED-Displays angebracht. Mit Hilfe der Displays kann das Auto mit seiner Umwelt kommunizieren: Es erscheinen beispielsweise Warnhinweise wenn das Auto stehen bleibt oder die Paketzustellerin oder der Paketzusteller aussteigt. Das Highlight des Vision Van: die beiden Drohnen, die auf dem Dach platziert sind. Sie sollen Pakete mit einem Gewicht bis zu zwei Kilogramm zustellen – durch die Luft.

Vision Van
Im Cockpit des Vision Vans wird der Fahrer mit allen wichtigen Informationen versorgt

Modernste Technik erleichtert das Zustellen von Paketen

Auch im Inneren unterscheidet sich der Vision Van deutlich von anderen Autos. Das Armaturenbrett ist im Ruhezustand eine durchgehend blaue Fläche. Hier ist viel Platz, um die Fahrerin oder den Fahrer mit wichtigen Informationen zu versorgen. Ist das Auto in Betrieb leuchten Tachometer, Routenplaner oder Informationen zu den Drohnen auf. Wo normalerweise Gas, Bremse und Kupplung ist, ist beim Vision Van ein leerer Fußraum. Der Clou: Das Auto fährt mit Joystick statt mit Lenkrad. Über den Boden in der Fahrerkabine kann das Auto mit seiner Fahrerin oder seinem Fahrer sprechen und ihm über LED-Anzeigen signalisieren, wenn zum Beispiel Fußgängerinnen oder Fußgänger im Anmarsch sind.

Vision Van
Hier seht ihr die wichtigsten Bedienelemente des Vision Van im Überblick.

Algorithmen helfen dem Fahrer beim Ausliefern

Schon vor der Zustellung werden alle Pakete von Robotern in Regalsysteme einsortiert und anschließend in den Van verladen. Die Steuerung funktioniert mit sogenannten Algorithmen, die auch die beste Zustellroute berechnen können. Ist der Van an einem Zielort angekommen, wird aus dem Regalsystem automatisch das richtige Paket herausgesucht und der Fahrerin oder dem Fahrer übergeben. So kann sie/er das Paket dann zustellen. Gleichzeitig werden die beiden Drohnen mit ihren Paketen ausgestattet, um in einem Umkreis von zehn Kilometern die Post auszuliefern. So kommen in Zukunft mehrere Pakete gleichzeitig und schneller bei ihren Empfängern an.

Vision Van
Die Pakete werden aus dem Laderaum automatisch an den Fahrer und die beiden Drohnen übergeben

Sparend und voraussehend

Durch die Hilfe der Drohnen beim Ausliefern der Pakete sparen Zusteller Fahrtzeit und Kilometer. Gut für die Umwelt: Der Vision Van fährt emissionsfrei mit Elektro-Antrieb und produziert keinen umweltschädlichen CO2-Ausstoß.

Doch auch die beste Technik hat mal eine Störung – oder nicht? Ein Sendermodul im Van checkt permanent, wie es dem Auto gerade geht und ob es technische Probleme geben könnte. So kann der Zusteller Fehler rechtzeitig in einer Werkstatt beheben lassen und einen Ausfall des Vans verhindern.

Unsere Genius-Kinderreporter Emma und Nick durften in dem faszinierenden Vision Van auf der IAA Nutzfahrzeuge in Hannover schon mal Platz nehmen. Schau dir in diesem Video an, was Emma und Nick auf der IAA alles erlebt haben.

Hinweis: Die in diesem Text enthaltenen Informationen und Aussagen werden von unserem Team sorgfältig recherchiert und geprüft. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass dieser Text keinen wissenschaftlichen Anspruch erhebt. Die primäre Zielsetzung unserer Blogartikel besteht darin, junge Leserinnen und Leser für MINT-Themen zu begeistern und komplexe Inhalte in einer verständlichen Form zu vermitteln.

Stand: November 2016

Bilder: Mercedes-Benz Group AG

Jede Autofahrerin und jeder Autofahrer, der oft in der Stadt auf Parkplatz-Suche ist, kennt das nur zu gut: Es will und will einfach kein freier Stellplatz auftauchen, schon gar nicht, wenn man es eilig hat. Eine lange Suche kann dann nicht nur ganz schön ärgerlich sein, sondern ist auch ein unglaublicher Benzinfresser. Die allgemeine Suche nach Parkplätzen macht einen großen Anteil am Verkehr in der Innenstadt aus und ist dadurch auch eine große Umweltbelastung.

Gleichzeitig fahren viele Autos aber auch aus der Stadt raus und an vielen freien Parklücken vorbei – brauchen sie aber nicht. Um die Umwelt zu schonen und suchende Autofahrerinnen und Autofahrer direkt zu freien Lücken zu lotsen, arbeiten die Mercedes-Benz Group AG (ehemals Daimler AG) und Bosch gerade an einer neuen Technologie namens „Community based Parking“.

Parkplatzsuche leicht gemacht

Mercedes-Benz baut in die neuen Autos Parksensoren ein. Sie scannen die Straße nach freien Plätzen ab, auch wenn sie gerade keinen Parkplatz brauchen. Die Daten, die sie dabei sammeln, geben sie mithilfe eines Vernetzungsgeräts an den Bosch-Server weiter. Der sammelt diese Daten und wertet sie aus. Wenn beispielsweise eine Lücke am Straßenrand besonders oft übermittelt wird, ist es sehr wahrscheinlich, dass es sich gar nicht um einen Parkplatz handelt, sondern um eine Ein- oder Ausfahrt.

Über die freien Parkplätze, die dabei ermittelt werden, freuen sich die suchenden Autofahrerinnen und Autofahrer. Über die App „Mercedes me“ oder über das eingebaute Navi wird den Fahrerinnen und Fahrern angezeigt, wo sie einen freien Parkplatz finden können.

Community based Parking
Autos sammeln Informationen über freie Parklücken und geben sie an andere Autofahrer weiter

Je mehr Daten, desto besser

Wichtig ist dabei natürlich, dass die Daten ständig aktualisiert werden. Denn nichts wäre für die Autofahrerinnen und Autofahrer ärgerlicher, als ein Parkplatz der in der Zwischenzeit schon wieder belegt ist. Je mehr Autos mit der Zeit die neue Technologie nutzen, desto mehr Daten gibt es über die Parkmöglichkeiten in der Stadt und desto aktueller ist das System. Die neue Technik funktioniert also nur über eine Gemeinschaft oder auch Community – daher auch der Begriff „Community based Parking“. Die Autos erstellen sogenannte Parkraumkarten, die immer genauer darstellen können, wo etwas frei ist und wo nicht. Du kannst dir das vorstellen wie ein Park-Navigationssystem, das alle aktuellen Informationen über die Parksituationen in der Stadt kennt und dich darüber informiert.

Community based Parking
Freie Parklücken werden künftig nicht nur in der Mercedes-App angezeigt, sondern auch über das Navi

Zukunftsmusik? 

Gerade wird die neue Technologie noch in Stuttgart getestet. Anfang 2017 sollen die ersten Mercedes-Autofahrerinnen und -Autofahrer die Park-App schon nutzen können. Im ersten Schritt zeigt die App den Fahrerinnen und Fahrern, wie wahrscheinlich es ist, dass sie in ihrer Umgebung einen Parkplatz finden. In Zukunft sollen die Infos immer genauer und über das Navigationssystem im Auto angezeigt werden. Außerdem sollen auch andere Autobauer künftig miteinbezogen werden. So arbeiten alle gemeinsam daran, etwas für unsere Umwelt zu tun.

Hinweis: Die in diesem Text enthaltenen Informationen und Aussagen werden von unserem Team sorgfältig recherchiert und geprüft. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass dieser Text keinen wissenschaftlichen Anspruch erhebt. Die primäre Zielsetzung unserer Blogartikel besteht darin, junge Leserinnen und Leser für MINT-Themen zu begeistern und komplexe Inhalte in einer verständlichen Form zu vermitteln.

Stand: November 2016

Bilder: Mercedes-Benz Group AG

 

Riesiges Potential

Solarstraßen
In Zukunft sollen Solarzellen nicht mehr nur auf Dächern zu finden sein

Die Grundidee klingt eigentlich erstmal ziemlich unkompliziert: Man baut Solarzellen, die du bestimmt von vielen Hausdächern kennst, einfach in Straßen ein. Das wären kilometerweite Strecken, die in vielen Fällen sogar direkt der Sonne ausgesetzt sind. Würde man beispielsweise in den Amerika alle vorhandenen Straßen durch Solarzellen ersetzen, könnte man allein dadurch drei Mal so viel Strom erzeugen, wie aktuell im Land verbraucht wird. Auch in Deutschland gibt es insgesamt etwa 18.000 Quadratkilometer an Straßen und anderen Verkehrsflächen, die fast fünf Prozent der Gesamtfläche der Bundesrepublik ausmacht. Entsprechend viel Energie könnte also auch hier erzeugt werden.

Mosaik aus Solarzellen

Solarstraße
Das amerikanische Tüftler-Paar Brusaw hat bereits einen Parkplatz mit ihren eigenen Solarmodulen ausgestattet /Bild: Solar Roadways

Bei den Solarstraßen soll die Technik von ganz normalen Solarzellen übertragen werden. Dabei treffen die unzähligen winzigen Energieträger im Sonnenlicht auf eine Zelle aus Silizium und werden durch mehrere Schichten in Strom umgewandelt. Um diese Technologie nun straßentauglich zu machen, gibt es verschiedene Ansätze.

Ein Ansatz stammt von einem Ehepaar aus den USA, das bereits über eine Millionen Dollar an Fördergeldern für die Entwicklung gewinnen konnte. Bei ihren Einzelmodulen in Form von Sechsecken besteht die Oberfläche aus einer Art Glas, das so hart wie Stahl, aber gleichzeitig nicht glatt ist – für die Verwendung im Straßenbau eine enorm wichtige Eigenschaft. Direkt darunter befinden sich die eigentlichen Solarzellen sowie LED-Leuchten und eine Heizung. Darunter folgt eine weitere Schicht, die alles kontrolliert und auch mit den anderen Modulen kommunizieren kann. Die unterste Schicht ist schließlich dafür zuständig, den gewonnenen Strom weiterzuleiten – an Häuser oder Ladesäulen für Elektroautos. Die einzelnen Module lassen sich zu einem kompletten Straßennetz verknüpfen.

Verschiedene Ansätze

Solarstraße
In Frankreich werden bereits Straßen mit besonders dünnen Solarzellen bedeckt /Bild: Wattway, COLAS, Joachim Bertrand

Die Alleskönner aus den USA könnten natürlich alle deine Vorstellungen wahr machen und würden sogar komplett als Asphaltersatz dienen. Doch die Technik ist kompliziert und der Preis hoch. Daher existiert bislang nur ein Parkplatz, der mit den Solarmodulen als Pilotprojekt ausgestattet wurde.

Einen Schritt weiter ist man in Frankreich. Dort wird bereits die erste Solarstraße gebaut – allerdings unter der Verwendung einer deutlich einfacheren Technik. Die Module bestehen hier nur aus den Solarzellen und sind so dünn, dass sie direkt auf den Straßenbelag aufgebracht werden können. Bis 2020 sollen eintausend Straßenkilometer mit ihnen bedeckt werden. Auch in Deutschland arbeitet man bereits an einer eigenen Technologie für Solarstraßen: Die Hochschule Aachen steckt mitten in der Entwicklung eines Prototyps. Ihr Modell orientiert sich jedoch eher an dem der Amerikaner.

SONNIGE AUSSICHTEN?

Die Erfindung der Solarstraße existiert also bereits. Doch noch gibt es einige Herausforderungen zu bewältigen. Vor allem der Aufwand und die extrem hohen Kosten für eine wirklich flächendeckende Verwendung ist den Experten aktuell noch ein Dorn im Auge – auch weil auf vielen Straßen vermutlich gar nicht so viel Strom gewonnen werden kann. Vor allem Autobahnen sind die meiste Zeit von Autos bedeckt. Somit ist die Sonneneinstrahlung entsprechend gering. Daher macht der Einsatz der Module auf weniger befahrenen Landstraßen oder Parkplätzen aktuell mehr Sinn.

Letztlich wird man dem Projekt jedoch ein bisschen Zeit geben müssen. Sind die ersten Pilotprojekte erfolgreich, könnte der Ausbau schon schnell zu einem Selbstläufer werden. Wenn wir zurückdenken, waren auch Solaranlagen mal ein Experiment. Heute sind sie ein wichtiger Energielieferant. In Form von Straßen könnten sie vielleicht schon bald einen extrem positiven Einfluss auf unsere gesamte Umwelt haben.

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Stand: August 2016

Beitragsbild: Solar Roadways

Carbon unter der Lupe

Carbon ist die Abkürzung für Carbonfaserverstärkter Kunststoff (kurz: CFK). Das Material wird eigentlich in der Luft- und Raumfahrt verwendet, ist aber in den vergangenen Jahren aufgrund seiner Eigenschaften auch für die Automobilbranche interessant geworden. Bei der Herstellung von „CFK“ werden dünne Kohlestofffasern netzförmig angeordnet und dann in einen Kunststoff (Epoxidharz) gegossen. Nach diesem Fertigungsschritt wird der Verbundwerkstoff in speziellen Öfen erhitzt und härtet aus. Klingt kompliziert? Du kannst dir den Carbonfaserverstärkten Kunststoff wie einzelne Papierstreifen vorstellen, die in einem Netz übereinander gelegt und dann mit Klebstoff umhüllt werden. Durch die Verbindung des Epoxidharzes und der Kohlestofffasern hat das Material besondere Eigenschaften, die für den Fahrzeugbau viele Vorteile bringen. Aber was genau macht den Werkstoff so besonders?

Die einzelnen dünnen Fasern werden in einem Netz übereinander gelegt, Foto: Pragasit Lalao / shutterstock.com
Die einzelnen dünnen Fasern werden in einem Netz übereinander gelegt, Foto: Pragasit Lalao / shutterstock.com

CFK kann durch Gewichtsvorteil punkten

Es gilt die Annahme: 100 Kilogramm weniger Fahrzeuggewicht, bedeutet etwa 7,5 Gramm weniger Kohlenstoffdioxid pro gefahrenen Kilometer – es lohnt sich also, über die Reduzierung des Fahrzeuggewichtes nachzudenken. Carbon stellt mit seinem geringen Gewicht fast alle Leichtmetalle in den Schatten: Im Vergleich zu Aluminium ist CFK um rund 20 Prozent leichter und es ist nur halb so schwer wie Stahl. Das Besondere: Trotz des geringen Gewichts ist Carbon sehr stabil und reißfest. Auch die Tatsache, dass das Material fast beliebig formbar ist, stellt für die Automobilentwicklung einen großen Vorteil dar. Aber es gibt noch mehr Pluspunkte: Egal ob Regen oder Schnee – Carbonfaserverstärkter Kunststoff rostet nicht und ist deshalb durch Wetterbedingungen nicht angreifbar. Bei Unfällen kann der Verbundwerkstoff sehr viel Energie absorbieren, ohne zu verformen. Es scheint also auf den ersten Blick nur Vorteile zu geben…

Nachteile durch hohe Kosten

Trotz der vielen Vorteile ist Carbon bislang nur in wenigen Autos verbaut. Warum ist das so? Die Antwort ist einfach: Leider ist auch Carbon nicht die Lösung aller Probleme. Das liegt vor allem daran, dass der Werkstoff extrem teuer ist. Allein die Ausgangsmaterialien für CFK sind mit hohen Kosten verbunden. Auch die Herstellung ist sehr zeit- und energieaufwändig. Bislang können einige Herstellungsschritte nur per Handarbeit durchgeführt werden und das „Backen“ des Carbons in den Öfen dauert mehrere Stunden. Bei Beschädigung des Materials kann das Carbon außerdem nur schlecht repariert werden. Um die vollständige Funktionsfähigkeit zu gewährleisten, muss das gesamte Bauteil ausgetauscht werden – eine teure Angelegenheit.

Mercedes-Benz entwickelt Lösungsansatz

Bislang wird Carbon in vielen Autos verbaut, bei denen der Preis für den Kunden eine untergeordnete Rolle spielt. Obwohl der Werkstoff viele Vorteile hat, können es sich also nur wenige Autobesitzer leisten, diese Vorteile zu nutzen. Mercedes-Benz hat sich für seine Autos eine andere Strategie ausgedacht: Es werden nicht komplette Autos aus Carbon gebaut, sondern nur bestimmte Einzelteile. Statt viel Carbon in wenigen Fahrzeugen zu verbauen, will das Stuttgarter Unternehmen wenig Carbon in möglichst viele Autos einbringen. So wird das Carbon an den Stellen eingesetzt, an denen es wirklich nützlich ist. Durch diesen Lösungsansatz können viele Kunden von den Vorteilen des Carbons profitieren.

Nicht komplette Autos, sondern einzelne Teile werden aus Carbon gebaut
Nicht komplette Autos, sondern einzelne Teile werden aus Carbon gebaut

Hinweis: Die in diesem Text enthaltenen Informationen und Aussagen werden von unserem Team sorgfältig recherchiert und geprüft. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass dieser Text keinen wissenschaftlichen Anspruch erhebt. Die primäre Zielsetzung unserer Blogartikel besteht darin, junge Leserinnen und Leser für MINT-Themen zu begeistern und komplexe Inhalte in einer verständlichen Form zu vermitteln.

Stand: März 2016

Bildquelle: Bild 1 & 3, Mercedes-Benz Group AG

Neues Mitglied in der Flotte

Von Mercedes-Benz gibt es bis jetzt vier Modelle im Bereich der Linienbusse – jetzt kommt ein fünftes Modell hinzu: Der Citaro NGT. Die Abkürzung steht dabei für „Natural Gas Technonology“. Mit dem „natürlichen“ Gas ist in diesem Fall Erdgas oder Bio-Erdgas gemeint. Denn mit diesem umweltfreundlichen Kraftstoff wird der Citaro Lininenbus betrieben.

Was ist Erdgas eigentlich?

Erdgas ist ein fossiler Energieträger. Das heißt, dass man es in Lagerstätten unter der Erde finden kann. Dort entsteht das brennbare Gasgemisch aus abgestorbenen Kleinstlebewesen. Durch Luftausschluss, erhöhten Temperaturen und hohem Druck bilden sich aus ihnen Gase, die unterirdisch eingeschlossen bleiben. Dieser Prozess dauert allerdings über 20 Millionen Jahre.

… und warum ist es so umweltfreundlich?

Um Energie zu gewinnen, verbrannte man jahrzehntelang hauptsächlich Kohle und Erdöl. Auch sie sind fossile Brennstoffe, verursachen allerdings ein großes Problem: Bei der Verbrennung wird jede Menge Kohlendioxid – also CO2 – ausgestoßen und eine hohe CO2-Emission ist sehr schädlich für unsere Natur. Erdgas allerdings ist ein sehr emissionsarmer Brennstoff, denn er verbrennt beinahe rückstandsfrei und versetzt die Luft nicht mit Schadstoffen. Außerdem enthält Erdgas keine Gifte und gefährdet somit weder Böden noch Gewässer.

Gasflaschen
Das Erdgas befindet sich in diesen Flaschen

 

Tank auf dem Dach

Durch den Erdgas-Antrieb fährt also auch der Citaro Bus so gut wie CO2-neutral. Damit das möglich ist, muss das Gas im Bus gelagert werden. Anders als bei gewöhnlichen Benzin- oder Dieselfahrzeugen passiert das aber nicht in einem normalen Tank, sondern in Gasflaschen. Das Besondere: Sie befinden sich auf dem Dach des Busses unter einer großen Abdeckhaube. An dem Hubbel auf dem Deck, kannst du also immer sofort erkennen, ob es sich um einen umweltfreundlichen Bus handelt.

Durch die Gasflaschenlagerung auf dem Dach konnte man sogar das Gesamtgewicht des Busses verringern und mehr Platz für Fahrgäste schaffen. Das große Modell bietet jetzt Platz für 153 Leute.

Erdgas Tank
Die Gasflaschen befinden sich auf dem Dach des Busses

 

Power unterm Hintern

Trotz der ungewöhnlichen Position der Gasflaschen, erfolgt die Betankung und Auffüllung ganz normal im Motorraum des Omnibusses. Der sich dort befindende Motor wurde ebenfalls extra für den Erdgas-Citaro entwickelt. Er ist genauso stark wie ein Dieselmotor, aber gleichzeitig deutlich leichter, leiser und sauberer. Die von ihm angetriebenen sechs Zylinder sorgen für insgesamt 302 PS.

Erdgas Motor
Der Motor vom Erdgas-Bus ist leichter, leiser und sauberer

 

Bald auch in deiner Stadt

Der saubere Erdgas-Bus wurde von der Mercedes-Benz Group AG speziell für Städte entwickelt, in denen sehr viele Autos und Busse täglich über die Straßen rollen. Solltest du also in einer Großstadt wohnen, kann es gut sein, dass auch dich der Citaro schon bald von A nach B bringt. Die Auslieferung der ersten Busse hat bereits im Herbst begonnen, im Frühjahr sollen sie dann serienmäßig den Weg in viele Städte finden. Wie du ihn erkennst, weißt du ja jetzt.

Erdgas Bus
Vielleicht siehst du bald einen Erdgas-Bus in deiner Stadt

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Stand: Januar 2016

Bilder: Mercedes-Benz Group AG

Ohne Aufladen geht’s nicht

Vielleicht stellst du dir jetzt ein Auto mit einem Stecker vor, den man in die Steckdose steckt? Und du hast Recht. Ein Elektroauto hat ein Kabel, das man mit einer Steckdose verbindet. Das kann auch eine Steckdose zu Haus sein. Das Aufladen dort dauert aber ziemlich lange. Es gibt auch Ladestationen, ähnlich wie Tankstellen, wo man das Auto hinfahren und über ein Kabel mit Energie aufladen kann. Es gibt sie aber noch nicht so oft wie normale Tankstellen. Manche Leute fürchten sich deshalb davor, weite Strecken mit ihrem Elektroauto zu fahren. Sie haben Angst, dass die Akkus ausgerechnet an einem Ort leer gefahren sind, wo keine Ladestation in der Nähe ist.

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Das Elektroauto wird mit Strom – statt Benzin – aufgeladen

Prima Idee: Strom beim Parken

Zum Glück gibt es eine gute Idee, mit der das Aufladen von Elektroautos einfacher wird: Die Autohersteller haben eine Ladestation für zu Hause entwickelt. Die ist ganz flach wie eine Platte und kann dort liegen, wo das Auto parkt, zum Beispiel in der Garage. Die Platte ist mit einer Steckdose verbunden. Wenn man das Auto über der Platte parkt, wird automatisch der Strom aus der Platte in das Auto übertragen – ganz ohne Kabel. Stattdessen gibt es eine unsichtbare Verbindung. Nein, Zauberei ist das nicht, eher ein guter, technischer Trick.

Ein guter Trick: Auftanken ohne Kabel

In der platten Ladestation auf dem Boden steckt eine Spule. Das ist ein besonderes technisches Teil, in das Strom hineinfließen kann. Eine Spule kann aber noch mehr: Durch die Elektrizität erzeugt eine Spule ein unsichtbares elektromagnetisches Feld. Durch so ein Feld kann über die Luft Strom weitergeleitet werden. Jetzt ahnst Du schon, wie der Trick funktioniert, oder? Damit es klappt, steckt so eine Spule wie in der Ladestation auch im Autoboden. Parkt man das Auto über der Ladestation, entsteht zwischen den beiden Spulen in der Luft ein unsichtbares elektromagnetisches Feld. Über das Feld läuft wie über ein Stromkabel elektrische Energie von der Spule in der Ladeplatte zur Spule im Auto.

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Praktisch: Beim Parken wir das Elektroauto gleich aufgeladen

Das nennt man auch: induktive Energieübertragung. Wenn die Spule im Autoboden die elektrische Energie aufgenommen hat, leitet sie sie weiter in die Auto-Akkus. Sie speichern die Energie für den Elektromotor. Dieses Aufladen geht schneller als beim herkömmlichen Laden über ein Kabel. Außerdem ist es viel bequemer. Man muss das Auto nur parken, aber das macht man ja sowieso.

Strom für unterwegs

Ein bisschen dauert es noch, bis man Elektroautos kaufen kann, die man ohne Kabel, also induktiv auflädt. Wenn es so weit ist, kann man überlegen, wo mobile, flache Ladestationen für Elektroautos noch sinnvoll sind. Parken muss man ja immer irgendwo. Da wäre es doch praktisch, wenn man das Auto gleich auf dem Supermarktparkplatz aufladen könnte. Oder auch direkt beim Fahren, wenn man solche Ladeplatten in die Straße einbauen würde. Du siehst, hier kann man sich noch viele andere Ideen überlegen. Vielleicht fallen dir ja auch noch welche ein?

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Stand: Oktober 2015

Stell dir vor du bist mit deinen Eltern unterwegs in den Urlaub. Dein Vater sitzt am Steuer und ist gestresst vom Verkehr auf der Straße. Plötzlich zieht sich das Lenkrad ins Armaturenbrett zurück und die Pedalen klappen ein. Der Fahrerstuhl dreht sich in deine Richtung und Dein Vater fängt an, mit dir zu plaudern. Und wer lenkt das Auto? Niemand, denn das Auto hat die Steuerung selbst übernommen! Ein Auto ohne Fahrer, das ohne gelenkt zu werden auf der Straße unterwegs ist? So stellt sich Mercedes Benz die Autos der Zukunft vor. Aber auch im Jahr 2015 gibt es schon ein Auto, dass das alles kann: das Forschungsfahrzeug F015 von Mercedes. Im Frühjahr 2015 wurde F015 in San Francisco vorgestellt und durfte schon die erste Testfahrt hinter sich bringen.

Ein Auto ohne Fahrer?

Der F015 fährt komplett autonom, das bedeutet, dass keiner der Insassen das Auto lenken oder den Motor bedienen muss. Das funktioniert, weil die Autoentwickler das Forschungsprojekt mit vielen Sensoren ausgestattet haben. Die Sensoren können die Umgebung von F015 wahrnehmen und wissen daher immer, wo sich das Auto gerade befindet. Auch die Position der anderen Verkehrsteilnehmer wird bestimmt, damit ein Zusammenstoß verhindert werden kann. Weil F015 mit einer Navigationssoftware ausgestattet ist, weiß es immer den Weg und kennt sein Ziel. Trotzdem kann der Fahrer auch mal selbst das Steuer übernehmen: Lenkrad und Pedale gibt es noch in dem Hightech-Auto. Die Leute auf der Straße können ebenfalls erkennen, ob gerade ein Mensch das Fahrzeug lenkt oder ob das Auto selbst das Steuer übernommen hat. Dort, wo normalerweise die Scheinwerfer strahlen, hat der F015 LED-Lampen. Die Lampen können in blauem oder in weißem Licht leuchten. Weiß bedeutet: Mensch am Steuer. Blau heißt: Auto lenkt sich selbst. Und es gibt noch mehr Besonderheiten. Fährt das Zukunftsauto im Straßenverkehr auf einen Fußgänger zu und erkennt ihn, projiziert das Auto einen Zebrastreifen auf die Straße, um dem Fußgänger zu vermitteln, dass er die Straße bedenkenlos überqueren kann. Will der Fahrer sein Auto in Zukunft aus der Garage holen, muss er eigentlich nichts weiter tun, als auf sein Handy zu tippen. Das Auto erhält ein Signal und fährt dann eigenständig aus der Garage. Praktisch, oder?

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Wie sieht das Zukunftsauto aus?

Das 5,22 Meter lange Forschungsfahrzeug F015 sieht aus, als wären wir schon in der Zukunft angekommen. Die Form des Autos ist geschwungen und glänzt in Silber. Es gibt im Innenraum vier Sitze, die ein bisschen an bequeme Sofasessel erinnern. Die vorderen Sitze können sich zusätzlich drehen, sodass sich alle vier Insassen anschauen und miteinander reden können. Schließlich muss ja niemand mehr auf die Fahrbahn achten. In Zukunft können so auch Konferenzen und Geschäftstermine  während der Autofahrt abgehalten werden. Der ganze Innenraum ist mit Touchscreens und modernen Computersystemen ausgestattet. Im Internet surfen, Musik hören oder Emails empfangen – alles ist im F015 möglich.

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Was hat der F015 unter der Haube?

Natürlich ist auch der Antrieb von F015 modern und umweltbewusst: Das Auto muss nicht mit Benzin oder Diesel betankt werden, denn es fährt mit Elektromotoren. Hier wird dir erklärt, wie ein Elektromotor funktioniert (Verlinkung zu altem Artikel). Die Motoren haben zusammen 272 PS. Damit benötigt der F015 nur 6,7 Sekunden, um auf Tempo 100 zu kommen. Insgesamt erreicht das Zukunftsauto eine Höchstgeschwindigkeit von rund 200 Kilometern pro Stunde. In Zukunft soll man sogar bis zu 900 Kilometer fahren können, ohne das Auto einmal „aufladen“ zu müssen.

 

Autofahren in 15 Jahren

Im Jahr 2050 wird es schätzungsweise doppelt so viele Autos geben wie heute. Deshalb müssen Autos in Zukunft noch intelligenter werden, um Unfälle zu verringern und vorzubeugen. Gas geben, bremsen, Abstand halten, überholen – alles Dinge, die Autos künftig ohne Kommando des Fahrers können sollen. Auch wenn das zwei Millionen Euro teure Testprojekt F015 erst mal nur eine Forschungsstudie ist und noch nicht im normalen Alltagsverkehr eingesetzt wird, zeigt das Projekt eindrucksvoll, wie die Zukunft der Autos aussehen kann. Und wer weiß, vielleicht fährst du ja wirklich schon bald mit so einem Zukunftsauto in den Urlaub.

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Hinweis: Die in diesem Text enthaltenen Informationen und Aussagen werden von unserem Team sorgfältig recherchiert und geprüft. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass dieser Text keinen wissenschaftlichen Anspruch erhebt. Die primäre Zielsetzung unserer Blogartikel besteht darin, junge Leserinnen und Leser für MINT-Themen zu begeistern und komplexe Inhalte in einer verständlichen Form zu vermitteln.

Stand: September 2015

Von der Natur zur Technik

Der Begriff „Bionik“ setzt sich aus den zwei Wörtern „Biologie“ und „Technik“ zusammen und ist eine Forschungsrichtung, die sich damit beschäftigt, Naturphänomene auf technische Produkte zu übertragen. Denn Tiere, Pflanzen oder Bäumen leben auf der Erde schon seit vielen Milliarden Jahren und haben in dieser langen Zeit viele positive Eigenschaften entwickelt. Diese sind auch für die modernste Technik durchaus hilfreich, und bieten Bionikern viele Anreize neue Innovationen zu erfinden.

Abgeguckt wird schon ziemlich lange

Als einer der ersten Vordenker der Bionik gilt der italienische Erfinder Leonardo da Vinci, der bereits vor vielen hundert Jahren den Vogelflug analysierte und versuchte, seine Erkenntnisse über die biologischen Eigenschaften der Tiere sowie ihre angewendete Technik auf Flugmaschinen zu übertragen. Der bereits erwähnte Klettverschluss wurde 1948 bei einem Hundespaziergang erfunden: Ein Schweizer Ingenieur stellte fest, dass Klettfrüchte mit ihren kleinen Häkchen am Fell seines Hundes festklebten und durch ihre Elastizität auch beim Abziehen nicht kaputt gingen. Der flauschige Teil deines Klettverschlusses beruht also auf dem Vorbild eines Hundefells – der borstige Gegenpart auf der Klettfrucht.

 

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©Olga Maslov/shutterstock.com

 

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Bionik im Alltag

Aber nicht nur Flugzeuge und Schuhverschlüsse haben ihren Ursprung in der Natur – Forscherinnen und Forscher haben bei ganz vielen Produkten, die du aus deinem Alltag kennst, von Pflanzen und Tieren abgekupfert: Baggerschaufeln funktionieren ähnlich wie die Hände eines Maulwurfs, Regentropfen waren Vorbild für die Lupe und Saugnäpfe aus Gummi, die wir zum Aufhängen von allen möglichen Gegenständen benutzen. Sie kommen auch bei Kraken oder Käfern vor. Aber auch bei der Entwicklung von weitaus komplizierteren technischen Objekten setzen Ingenieur/innen sowie Physiker/innen auf die Zusammenarbeit mit Biolog/innen.

Aus Fisch wird Auto

Auch Mercedes-Benz hat sich die Natur zum Vorbild genommen und ein komplettes Konzeptfahrzeug hervorgebracht, welches auf bionischen Erkenntnissen aufbaut: Der Mercedes-Benz bionic car. Die Ingenieurinnen und Ingenieure suchten bei der Entwicklung des Autos gezielt in der Natur, um neue Maßstäbe bei der Aerodynamik zu setzen. Fündig wurden sie bei den Eigenschaften des Kofferfisches. Dieser ist in tropischen Gewässern zu Hause und weist trotz seiner würfelähnlichen Form hervorragende Strömungseigenschaften auf. Beim Fahrzeugbau orientierten sich die Designerinnen und Designer an der Form des Fisches und konzipierten einen Kompaktwagen, der extrem wenig Luftwiderstand aufbietet. Somit kann ein Kraftstoffersparnis von 20 Prozent erzielt werden, was wiederum sehr gut für unsere Natur ist. Sie sollte nämlich besonders geschont werden, damit wir uns auch in der Zukunft noch viele tolle Eigenschaften von ihr abschauen können.

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Hinweis: Die in diesem Text enthaltenen Informationen und Aussagen werden von unserem Team sorgfältig recherchiert und geprüft. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass dieser Text keinen wissenschaftlichen Anspruch erhebt. Die primäre Zielsetzung unserer Blogartikel besteht darin, junge Leserinnen und Leser für MINT-Themen zu begeistern und komplexe Inhalte in einer verständlichen Form zu vermitteln.

Stand: August 2015

Kennst du das auch? Du schaust deinen besten Freund oder deine beste Freundin an. Und dann wisst ihr beide genau, was ihr gerade denkt? Ihr versteht euch ohne viele Worte, weil ihr euch so gut kennt. Manchmal ist „sich verstehen“ aber auch ganz schön kompliziert. Trifft man einen Menschen zum ersten Mal, muss man ab und zu überlegen, was er meint. Teilweise versteht man ihn dann auch falsch. Schwer ist es auch, wenn es zu laut ist, um den anderen zu hören. Oder man spricht unterschiedliche Sprachen. Manchmal nuscheln Leute oder sprechen einen Dialekt. Vielleicht hast du schon mal Bayerisch oder Schwäbisch gehört? Dann weißt du, dass Leute in Deutschland nicht alle das gleiche Deutsch sprechen. Brötchen heißen zum Beispiel in Berlin „Schrippen“ und in München „Semmeln“. Sich verstehen ist also nicht selbstverständlich – aber sehr wichtig. Nur, wenn du verstehst, was gemeint ist, kannst du darauf richtig reagieren und umgekehrt. Nur, wenn andere wissen, was du meinst, verstehen sie dich auch und wissen, wie sie sich verhalten sollen.

Autos sollen Worte und Sätze verstehen

Genau so ist das auch bei Autos. Moderne Autos sollen lernen, Worte und Sätze zu verstehen. Sie sollen auf gesprochene Befehle reagieren können. Wenn ein Fahrer dem Navigationsgerät zum Beispiel sagt „Turmstraße 5“, dann soll das Navi automatisch den Weg finden. Das funktioniert auch schon ganz gut. Ein Computerprogramm sorgt dafür, dass das Auto Wörter als Befehle versteht und sie ausführt. Aber die gesprochenen Befehle müssen ziemlich kurz sein, damit das klappt. Außerdem muss man sehr deutlich sprechen, damit die Worte richtig verstanden werden. Wenn der Fahrer einen Dialekt spricht oder nuschelt, kann das schief gehen. Dann sucht das Navigationsgerät vielleicht eine falsche Route heraus. Statt in der „Turmstraße 5“ landet man dann womöglich in der „Wurmstraße 5“. Das wäre doch blöd, oder?

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Die Hände sollen beim Autofahren am Lenkrad bleiben

Warum sollen Autos überhaupt sprechen lernen? Damit man ein Auto sicher steuert, ist es wichtig, dass die Hände am Lenkrad bleiben. So kann man leichter um ein Hindernis auf der Fahrbahn herumfahren. Für sicheres Autofahren ist es außerdem wichtig, dass der Fahrer immer auf die Straße schaut. So kann man sehen, ob der Wagen vor einem bremst. Deshalb ist es gut, wenn das Auto gesprochene Befehle verstehen kann. Wenn man mit Worten einen anderen Radiosender einstellen kann, braucht man nicht die Hände vom Lenkrad zu nehmen, um auf die Radioknöpfe zu drücken. Und man braucht den Blick nicht von der Fahrbahn zu nehmen, weil man den richtigen Knopf sucht. Das gilt auch, wenn das Auto gesprochene Telefonnummern versteht. So kann man telefonieren, ohne ein Handy in die Hand zu nehmen. Mit dem Handy in der Hand beim Autofahren zu telefonieren ist nämlich verboten.

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Autos sollen künftig auch Dialekte verstehen

Schön wäre es natürlich, wenn das Auto das ganz „normale Sprechen“ verstehen würde. Also auch längere Sätze. Oder auch alle möglichen Dialekte oder wenn jemand beim Sprechen nuschelt. Daran arbeiten Entwickler in der Autobranche. Sie wollen, dass Autos ganz normale Sätze und Wörter verstehen und denken sich dazu immer neue Computerprogramme aus. Wenn Maschinen menschliche Sprache verstehen, nennt man das auf englisch „Natural Language Understanding“, abgekürzt NLU. Übersetzen kann man das mit „natürlichem Sprachverständnis“. Um Autos darin besser zu machen, müssen die Computerprogramme natürlich ziemlich gut sein und viele Funktionen kennen. Sie heißen „Spracherkennungssysteme“. Entwickler wollen auch, dass Autos bald Handbewegungen erkennen können. Manchmal gibt es schon kleine Bildschirme im Auto, die auf Berührungen reagieren. Auch in diesem Bereich wird viel geforscht. Wer weiß, vielleicht kannst du dich irgendwann richtig mit einem Auto unterhalten? Bis ein Auto Witze verstehen kann, ist es aber noch ein langer Weg. Bis dahin plauderst du am besten mit deiner besten Freundin oder deinem besten Freund.

Hinweis: Die in diesem Text enthaltenen Informationen und Aussagen werden von unserem Team sorgfältig recherchiert und geprüft. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass dieser Text keinen wissenschaftlichen Anspruch erhebt. Die primäre Zielsetzung unserer Blogartikel besteht darin, junge Leserinnen und Leser für MINT-Themen zu begeistern und komplexe Inhalte in einer verständlichen Form zu vermitteln.

Stand: August 2015

automatisiertes parken3Vor einem Parkhaus in der Warteschlange stehen, sich Stockwerk für Stockwerk nach oben kreiseln und vor dem Rückweg erst einmal wieder seinen Parkplatz suchen: Das Parken in einem Parkhaus ist zwar praktisch, aber in den meisten Fällen doch ziemlich nervig. Aus diesem Grund wollen die Unternehmen Bosch, Mercedes-Benz und Car2go zusammen ein System entwickeln, bei dem in Zukunft die Autos innerhalb des Parkhauses von ganz alleine fahren und einen freien Parkplatz finden.

Parkhaus „redet“ mit dem Auto

 

automatisiertes parken 2
Zum automatisierten Parken gehören auch intelligente Parkhäuser.

Das autonome Parken kann jedoch nicht von heute auf morgen in jedem Parkhaus und mit jedem Auto funktionieren. Beide Seiten müssen zunächst mit einer Menge Technik ausgestattet werden, damit die Fahrzeuge selbständig manövrieren können. Zum einen müssen die Parkhäuser „intelligent“ werden: Das heißt, dass sie mit einem speziellen System aufgerüstet werden: Es muss das Fahrzeug erfassen, es bei der Zielführung unterstützen und freie Parkplätze erkennen. Aber auch die Autos brauchen zum Beispiel Sensoren und Kameras, damit sie an den richtigen Stellen abbiegen und nicht gegen Wände oder andere Fahrzeuge fahren.

Und: Parkhaus und Fahrzeug müssen mit einem System ausgestattet werden, über das sie miteinander kommunizieren können. Sie sorgen also in Zusammenarbeit dafür, dass ein Auto heil zum Parkplatz und wieder zum Ausgang findet.

Nur bestimme Autos dürfen rein

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Smartphone als Fernbedienung: Das Auto parkt ganz von allein

Wie du siehst, ist die Technik ziemlich kompliziert und das Aufrüsten der Autos und Parkhäuser sehr aufwendig. Daher entwickeln die beteiligten Unternehmen zunächst nur ein System für ganz bestimmte Fahrzeuge, die aber jede Verkehrsteilnehmerin oder Verkehrsteilnehmer nutzen kann. Wer eins braucht, muss sich bei einem entsprechenden Anbieter anmelden und kann sich dann über eine App auf dem Smartphone ein Fahrzeug buchen. Carsharing nennt man ein solches System, bei dem sich mehrere Personen einen Pool von Autos teilen. Car2go ist ein solcher Carsharing-Anbieter und stellt als Tochterunternehmen von Mercedes-Benz seine Fahrzeuge für das Automatisierte Parken-Projekt zur Verfügung.

Abhol- und Ankunftszonen

Wie an einem Flughafen wird es vor den entsprechenden Parkhäusern in Zukunft zwei Bereiche geben: Wer über seine App ein Fahrzeug gebucht hat, muss sich in die Abholzone begeben. Sobald er dort angekommen ist, wird dies vom System erkannt und das bestellte Fahrzeug fährt eigenständig vor. Will eine Kundin oder Kunde das Auto wieder abgeben, begibt er sich in die Ankunftszone. Nach dem Abstellen wird das Auto vom Parkhaussystem erfasst und automatisch zu einem freien Abstellplatz gefahren.

Wann genau die ersten intelligenten Parkhäuser eröffnet werden, steht noch nicht fest. Als sicher gilt jedoch, dass dies nur der Anfang von automatisch fahrenden Autos ist: In Zukunft sollen diese nämlich auch vom Parkhaus weiter auf die Straße fahren.

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Stand: Juli 2015

Fotos: Mercedes-Benz Group AG