Ganz klein auf großer Fahrt

Auch im Wettbewerb hat sich der Fuhrpark vom Berliner Tor zur Freude der zahlreich beteiligten Studierenden bewährt: „Regelmäßiges Highlight ist der Carolo-Cup, den die TU Braunschweig jährlich ausrichtet“, sagt Stephan Pareigis. „Dort treten unsere Fahrzeuge gegen die Konzepte anderer Teams an.“ Der Kampf um die Trophäen erfordert autonome Parcours-Fahrten, Hindernisvermeidung und Einparken, allerdings nicht so eine radikale Miniaturisierung wie die Maßstäbe der nHAWigatora (1:100) oder des Wunderland-Standards H0 (1:87): Die Carolo-Konkurrenten sind „nur“ zehnmal kleiner als ein echtes Auto.
Jeder kann heute im Alltag täglich erleben, wie mächtig miniaturisierte Technik bereits ist: Aktuelle Smartphones enthalten Kameras und Mikrofone, GPS- Lokalisation, Näherungs-, Beschleunigungs-, Umgebungslicht- und Rotationssensor, elektromagnetische Sonden und einen digitalen Kompass. Sensorik in kleinster Form ist bereits marktüblich – in bewegliche Systeme verbaut, lässt sich das Experimentieren mit ihnen aber regelrecht auf die Spitze treiben. Denn sie bewegen sich, wie das Schiff, die Drohne oder das Mikro-Auto durch die reale, physische Welt.

Klein macht Freude

Stephan Pareigis sagt, warum gerade das für die Forschung so fruchtbar ist: „Algorithmen und Konzepte lassen sich in der Computer-Simulation gut testen, mit Millionen Berechnungen pro Sekunde. Aber eine Lücke bleibt, der sogenannte Sim-to-Real-Gap, der Simulations-Realitäts-Spalt, die Lücke zwischen Simulation und Wirklichkeit. Es ist eine alltägliche Erfahrung: Wenn man etwas simuliert hat, funktioniert es oft in der Realität doch nicht wie erwartet, aus irgendeinem nicht vorhersehbaren Grund. Deshalb funktioniert wissenschaftliches Arbeiten nach wie vor so, dass wir immer wieder in kleinen Laborversuchsaufbauten unsere Verfahren testen und die Resultate analysieren.“ Ganz gleich, ob zu Lande, zu Wasser oder in der Luft – die großen Fragen sind immer: Funktioniert alles so, wie es zu erwarten wäre? Überraschungen sind dabei Experimental-Alltag, aber auch Inspiration. Die Miniatur-Autonomie liefert Forschenden die Realwelt-Erfahrungen kostengünstig, dank kleiner bewegter Massen ohne großes Unfallrisiko und auf einem reizvollen intellektuellen Niveau. Etwas immer kleiner zu machen, bringt schließlich nicht nur Erkenntnis, sondern auch Forschungsfreude. „Wir haben gelernt, dass man für die Miniatur-Autonomie vieles ganz neu denken muss“, sagt Tim Tiedemann. „Wir müssen viele neue Wege gehen, neue Algorithmen und Lösungsverfahren finden, die man in einem normalen Auto auf der Straße so nicht bräuchte, weil Sie dort einen großen, starken Rechner hineinpacken können, der Ihre Probleme dann schon lösen wird. Und zur Not packen Sie eben noch fünf Kameras hinzu.“

Im Trockendock

Zurzeit ist das Schiff daheim in der Hochschule, wo es, wie Tim Tiedemann sagt, sozusagen „im Trockendock“ mit neuen Fähigkeiten ausgestattet werden kann. Wie auch für die Straßenfahrzeuge der Miniatur-Autonomie-Forschenden gibt es in der HAW Hamburg selbst Teststrecken und -möglichkeiten. Die Forschung an Algorithmen, Antrieben und Automatisierungsstrategien schreitet weiter voran. Und so darf man sicher sein, dass so manches Fahrzeug unter HAW-Hamburg-Flagge wieder in der Modell-Szenerie der Hamburger Speicherstadt vor großem Publikum verkehren wird. Zu Wasser, zu Lande und in der Luft.