Rasante Fahrten durch den Raum

In Tübingen steht jetzt der erste bemannte seilgetriebene Bewegungssimulator der Welt

Mit Hilfe eines neuartigen Bewegungssimulators wollen Tübinger Max-Planck-Forscher erforschen, wie sich Menschen im Raum orientieren. Das 1,5 Millionen Euro teure Gerät wurde am Mittwoch auf einer Konferenz vorgestellt.

17.09.2015

Von Ulrich Janßen

Tübingen. Es könnte auch ein Thron sein in einem futuristischen Theaterstück: Ein einsamer Recaro-Rennsitz, der in einem offenen, vollkommen symmetrischen Körper, einem Ikosaeder, in einer leeren schwarzgestrichenen Halle schwebt. Gehalten wird das zwölfeckige Gebilde nur von acht Stahlseilen, die wiederum an acht Hochleistungs-Motorwinden hängen.

Man hört bloß ein leises Surren, wenn das Computerprogramm gestartet wird und die Winden ihre Arbeit aufnehmen, aber die Wirkung ist enorm. Mit unfassbarer Leichtigkeit wird die Plattform im Raum bewegt. Extrem präzise und schnell fährt sie auf und ab, dreht sich nach vorn, nach hinten und zur Seite, als wäre die Schwerkraft aufgehoben. Wer es wagt, auf dem Thron Platz zu nehmen, bekommt auf Wunsch eine Fahrt geboten, die jede Achterbahnfahrt in einem Vergnügungspark übertrifft.

Tatsächlich hält Philipp Miermeister, der Mann, der den Thron federführend entwickelt hat, es durchaus für möglich, dass seine Technik einmal in einem Vergnügungspark zum Einsatz kommen könnte. Gedacht aber ist das Gerät zunächst einmal für die Grundlagenforschung.

Wie schafft es der Mensch, sich durch einen dreidimensionalen Raum zu bewegen? Wie wird räumliche Bewegung im menschlichen Gehirn abgebildet? Welche Rolle spielt bei der räumlichen Orientierung der Gleichgewichtssinn, welche der Sehsinn? Wie wirkt sich Erfahrung aus? Wie wird der eigene Körper im Verhältnis zur Umgebung wahrgenommen? Das sind die Fragen, mit denen sich die Wissenschaftler des Tübinger Max-Planck-Instituts für biologische Kybernetik beschäftigen. Sie haben die Regelungstechnik für den ersten seilgetriebenen bemannten Bewegungssimulator der Welt entwickelt und wollen ihn nutzen, um die Reaktionen von Versuchspersonen unter unterschiedlichsten Bedingungen zu studieren.

Während der Fahrt bekommen die Probanden über eine Oculus Rift-Brille eine virtuelle Realität vorgespielt, die mit den Bewegungen des Seilroboters koordiniert wird. Während sie auf dem Sitz in der Halle umhersausen, sehen sie in der Brille Landschaften vorbeifliegen. Ganz bewusst werden bei der Fahrt Abweichungen einprogrammiert.

Besser als eine Achterbahnfahrt

Mit dem neuen Gerät können die Max-Plancker wesentlich genauer Bewegungen simulieren als mit dem bisherigen Simulator, der an einem Roboterarm hängt. Die neue Plattform kann in einem Arbeitsbereich von 5 mal 8 mal 5 Metern sehr frei operieren. Sie ist extrem präzise steuerbar und erreicht die 1,5-fache Erdbeschleunigung, deutlich mehr als der einarmige Roboter. Anders als bei dem von der Firma Kuka gelieferten Modell haben die Wissenschaftler bei ihrer eigenen Entwicklung den ungehinderten Zugriff auf die Steuerungselektronik. Zudem ist der aus Karbonfaserstäben gefertigte Isokaeder mit nur 80 Kilogramm außerordentlich leicht und kann entsprechend viel zusätzliche Ladung aufnehmen. Man könnte deshalb Probanden auch vor Videoleinwände oder Instrumentenpulte setzen.

Es ist deshalb kein Wunder, dass sich auch die Industrie für den in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung in Stuttgart entwickelten High Tech-Simulator interessiert. Für Prof. Heinrich Bülthoff, an dessen Abteilung die Wahrnehmungs-Forschung angesiedelt ist, ist das ein ein durchaus erwünschter Nebenaspekt seiner Arbeit. „Vielleicht kann ich ja ein bisschen von den Steuergeldern zurückgeben, die ich als Forscher verbraucht habe.“ Zur Präsentation ihrer neuen Errungenschaft luden die Max-Plancker deshalb nicht nur Forscher, sondern auch Wirtschaftsvertretern zu einer „Driving Simulation Conference“.

Seilzugtechnik kommt schon lange im Theater zum Einsatz, wo sie den schnellen Austausch von Bühnenbildern ermöglicht. Aber auch Fernsehkameras in Fußballstadien werden heute über Seilzüge gesteuert. Dass man Seile auch für bemannte Bewegungssimulatoren nutzen kann, ist Bülthoff bei einem Besuch im Stuttgarter Fraunhofer-Institut klargeworden. Die Ingenieure dort experimentierten schon länger mit Seilzug-Robotern.

Nicht nur Daimler und Ferrari sind interessiert

So überzeugt war der Max Planck-Direktor von der Technologie, dass er die Entwicklungskosten in Höhe von 1,5 Millionen Euro mit großem persönlichen Einsatz bei der Max-Planck-Gesellschaft auftrieb. Zwei Jahre brauchten die Wissenschaftler und Techniker für den Bau. Ein großes Problem dabei war die Sicherheit. Schließlich soll der Passagier nicht gegen das Hallendach geschleudert werden.

Theoretisch lässt sich der Simulator sowohl in der Medizin einsetzen, etwa zur Diagnose neurologischer Erkrankungen, als auch in der Industrie. Bülthoff, der selbst Hubschrauber fliegen kann, denkt speziell an die Ausbildung von Hubschrauberpiloten. In dem neuen Simulator könnten angehende Piloten unter sehr realistischen Bedingungen Flugmanöver einüben.

Doch auch die Autoindustrie ist an leistungsfähigen Fahrsimulatoren stets interessiert. Zur Konferenz kamen nicht nur Vertreter von Daimler, BMW und sogar Ferrari nach Tübingen. Auch aus dem Silicon Valley waren Gäste angereist. Ein weiteres Zeichen dafür, wie konsequent Unternehmen wie Google inzwischen die Entwicklung eigener Automobil-Konzepte vorantreiben.

Enorm schnell fährt der neue Bewegungssimulator nach oben: Die Fahrt steuert Philipp Miermeister (ganz rechts am Computer).Bild: Metz

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Erstellt:
17. September 2015, 12:00 Uhr
Aktualisiert:
17. September 2015, 12:00 Uhr
zuletzt aktualisiert: 17. September 2015, 12:00 Uhr

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