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«sh@ttle» oder: Wie esse ich einen Elefanten?

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Wie führen wir ein fast unüberschaubares und hoch komplexes Thema wie das automatisierte Fahren in die Ausbildung der zukünftigen Automobilingenieure und -ingenieurinnen an der Berner Fachhochschule ein? «sh@ttle», ein hippes Projekt, motivierte Studierende, wissenschaftliche Mitarbeitende und Dozierende sollen es richten.

Am Anfang steht die Herausforderung

2017: Die Zeitungen und Zeitschriften übertrumpfen sich gegenseitig mit Erfolgsmeldungen. Die aktuellen Beiträge zu Google, Tesla und Uber lassen die Leserschaft glauben, dass dank modernster Sensor- und Computertechnik und der damit erst möglichen Integration der künstlichen Intelligenz der Traum vom selbstfahrenden Auto quasi vor der Haustüre stehe.

Die schweizweit einzigartige Abteilung Automobiltechnik der BFH darf den Trend der Digitalisierung keinesfalls verschlafen. Sie soll auch bei den neuesten Entwicklungen in der Mobilität ihre Rolle als attraktiver Studienganganbieter und kompetenter, neutraler Ansprechpartner in der Fahrzeugtechnik behalten können. Eine Lern- und Forschungsplattform für automatisiertes Fahren muss her!

Ein Renault Twizy, wirklich?

Nur, wie soll die Plattform aussehen? Wer soll sie entwickeln? Wie kann ein Projekt dieser Komplexität und Grösse überhaupt angegangen werden? Oder eben, wie wird ein Elefant gegessen? Selbstredend Stück für Stück, und wir wollen es in diesem Projekt gleichtun.

Die Plattform soll auf einem Renault Twizy aufgebaut werden. Das vollelektrische Kleinfahrzeug basiert auf einfachster und transparenter Technik. Dies ermöglicht es, eigene Sensoren für die Umgebungserfassung sowie die mechanische Integration der Lenk- und Bremsaktorik selbst durchzuführen. Damit steigen die Attraktivität und der Lerneffekt im Projekt deutlich.

Renault Twizy
Stolze Studierende stellen am Swiss E-Prix in Bern dem zahlreichem Publikum ihr «sh@ttle»-Fahrzeug vor.

Die Geburtsstunde von «sh@ttle»

Diese Erkenntnis, dass nicht nur die vollendete Plattform selbst für die Forschung und Ausbildung von Interesse ist, sondern ebenso der Weg dorthin, ist die Geburtsstunde des Studienprojekts mit dem trockenen Arbeitstitel «Das Twizy-Projekt».

Sechs Studierende im fünften Semester des Studiengangs Automobiltechnik lassen sich trotz der schwammigen Formulierung nicht abschrecken und schreiben sich im Rahmen der Projektarbeit in der Vertiefung Fahrzeugelektrik und -elektronik für das Abenteuer mit ungewissem Ausgang ein.

Der 22. Juni 2019 – Swiss E-Prix Bern

In der ersten Projektsitzung wird eröffnet, dass im BFH-Pavillon am ersten Swiss E-Prix in Bern an prominenter Stelle die neue Lern- und Forschungsplattform für automatisiertes Fahren vor erwarteten 150 000 Besuchern vorgestellt wird. Dabei gilt Qualität vor Quantität – jede Änderung, jede Ergänzung am Fahrzeug muss sinnvoll konzeptioniert, professionell durchgeführt und dokumentiert sein. Nur so wird sichergestellt, dass die Plattform auch für die kommenden Studierenden und Forschungsarbeiten Wert und Anziehungskraft beibehält. Übliche Ansätze bei studentischen Arbeiten wie «Fast prototyping» oder «Quick ’n’ dirty» dürfen bei diesem Projekt nicht zur Anwendung kommen.

Und jetzt, wie weiter?

Die Studierenden freuen sich über das offen formulierte Projekt und die damit einhergehende Freiheit der Gestaltung. Trotzdem sind sie sich der hohen Anforderung, der Verantwortung und der fixen Deadline des Projekts bewusst. Jedoch fehlt irgendwie das aus den Vorlesungen bekannte und so lieb gewonnene «Gegeben » und «Gesucht». Sogar die Suche nach einem neuen Projektnamen stellt sich zu Beginn als kleine Herausforderung heraus. Nach einigen Vetos und einem Hin und Her gewinnt schliesslich «sh@ttle» die Wahl und trägt fortan zur Identität bei.

Neben der komplexen Technik aus Sensoren, Fahrzeugsteuerungen und Computertechnik kommen weitere Herausforderungen auf das Team zu. Arbeiten sind zu verteilen. Abhängigkeiten zwischen den Arbeitspaketen und den einzelnen Teammitgliedern müssen überhaupt erst erkannt werden. Eine kontinuierliche Planung mit Berücksichtigung des Unvorhersehbaren wird gegen Ende des Projektes immer wichtiger. Die wöchentlich einberufene Teamsitzung mit flacher Hierarchie und klar strukturiertem Teamreporting wird zum essenziellen Führungsinstrument.

Ein Start-up-Groove mit leeren Pizzaschachteln und hell erleuchteten Laborhallen bis spät in die Nacht entsteht.

Auch das Eindrehen der letzten Schraube, das Einspielen des so wichtigen Updates kurz vor dem Transport nach Bern gehören zum schulbuchmässigen Projektablauf – genau wie die anfängliche Euphorie, die nachfolgende Depression, die Phase der realistischen Einschätzung und schliesslich der Stolz, das Fahrzeug vor interessiertem und staunendem Publikum und den versammelten Medien vorstellen zu können.

Das Projektende ist der Anfang des Projekts

Der «sh@ttle» lässt sich über ein Gamepad am Hauptrechner – also «Drive by wire» – steuern.

Die Besucher des Swiss E-Prix bestaunen ein Fahrzeug, das sich ausgestattet mit moderner Sensorik, über ein Gamepad am Hauptrechner steuern lässt – «Drive by wire» wird diese Funktion im Fachjargon genannt. Auch eine Simulation des Fahrzeugs wird dem interessierten Publikum vorgestellt. Diese wird es zukünftig erlauben, Algorithmen und Funktionen an einem digitalen Zwilling zu testen, bevor die Programme auf dem realen Fahrzeug mit den entsprechenden Konsequenzen zum Einsatz kommen.

Bereits stehen die nächsten Studierenden in den Startlöchern. Sie sollen dem «sh@ttle» Intelligenz einhauchen, einen Notbrems- und Spurfolgeassistenten integrieren.

Deeplearning-Algorithmen, performante Datenverarbeitung, fortschrittliche Regelungstechnik für die Längs- und Querdynamiksteuerung, um nur einige Herausforderungen zu nennen, müssen noch folgen. Das Spezialistenwissen verschiedener Abteilungen der BFH zu Robotik, Informatik und Elektro- und Kommunikationstechnik wird gefragt sein.

Der Elefant ist also noch lange nicht gegessen. Es gibt noch viele spannende Herausforderungen rund um «sh@ttle» zu meistern.