Der "Schwitzomat"

Hochschule Bonn-Rhein-Sieg experimentiert mit E-Bikes

Sankt Augustin. An der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg experimentieren junge Leute an Rädern, die unterstützen und Leistung fordern. Genannt wird das Programm "Der Schwitzomat".

Leblos steht das E-Bike inmitten des kleinen Labors. Beide Achsen sind fixiert, keine Speiche bewegt sich. Das Vorderrad wurde amputiert, aus dem Gehäuse der Batterie quillt ein bunter Kabelsalat. Daneben sitzen die Studenten der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg, Christoph Schmid und Felix Hampe, vor mehreren Bildschirmen und programmieren das motorisierte Fahrrad um. Statt den Fahrer mithilfe des Motors nur zu unterstützen, soll das E-Bike auch gegenbremsen können. So soll die Leistung, die der Fahrer erbringt, gleichmäßig gehalten werden.

Das Programm sorgt dafür, dass immer die gleiche Wattzahl getreten wird – egal ob bei der Bergfahrt im Siebengebirge oder entspannt am Rhein entlang. „Also quasi ein Tempomat nur für die Leistung. Wir nennen ihn Schwitzomat“, sagt Schmid. Das E-Bike-Projekt ist Teil seiner Masterarbeit im Bereich der Elektrotechnik.

Professor Alexander Asteroth betreut die Masterstudenten Schmid und Hampe und steht dem „Standard-E-Bike“ eher kritisch gegenüber: „Als ich selbst E-Bike gefahren bin, bin ich im ersten Jahr noch verschwitzt zur Arbeit gekommen, im zweiten nur noch ein bisschen und im dritten Jahr habe ich gar nicht mehr getreten“, so Asteroth, der deshalb inzwischen wieder ein unmotorisiertes Fahrrad fährt.

Viele E-Bike-Fahrer verlassen sich auf den Mofa-Modus

Das E-Bike sei stark im Trend – aber wie er würden viele ausschließlich den „Mofa-Modus“ nutzen, wie Asteroth ihn nennt. Sprich: den Motor auf volle Power stellen und nur zum Schein treten. Ziel des Projekts ist es daher, einen angenehmen Mittelweg für die Fahrer zu finden. Auf der einen Seite sollen sie nicht total erschöpft zur Arbeit kommen müssen und auf der anderen Seite die Möglichkeit haben, mithilfe des E-Bikes an ihrer Fitness zu arbeiten.

30 Fahrradminuten entfernt, im Hofgarten der Universität Bonn, steigt Melanie Ludwig von ihrem Rad. Obwohl es keinen Motor hat, ist die 29-jährige Doktorandin nicht aus der Puste oder verschwitzt. Die schwarze Sonnenbrille hat sie in die Haare geschoben, um ihr Handgelenk trägt sie eine Uhr, die jede ihrer Bewegungen analysiert. Das unscheinbare Messgerät weiß, wie schnell sie fährt, auf welcher Höhe sie sich befindet und das Wichtigste: Es speichert die Herzfrequenz, die der Brustgurt unter ihrem T-Shirt misst.

Im Laufe ihres Studiums im Bereich der Informatik hat sich Ludwig auf die Herzfrequenz spezialisiert. In ihrer Doktorarbeit untersucht sie, wie sich die Leistung eines Sportlers durch das Messen der Herzfrequenz vorhersagen lässt und leistet so die theoretische Vorarbeit für das Fitness-E-Bike von Hampe und Schmid. Auch ihr Teilprojekt gehört zu dem Schwerpunktthema „effiziente Transportalternativen“.

In der Praxis schwierig umzusetzen

Dabei geht es vor allem um Hobbysportler: „Leistungssportler werden meist durch viele Tests geschickt, die sie an ihre Grenzen bringen, um dann den perfekten Trainingsplan zu erstellen. Aber es hat ja nicht jeder seinen eigenen Coach“, so Melanie Ludwig. Das Ziel ist es, Hobbysportlern eine Methode an die Hand zu geben, um mit einfachen Messmethoden ihre Leistung zu verbessern. Und hier kommt der Brustgurt ins Spiel.

Denn statt mit Daten vom Fitness-Fahrrad arbeitet die Promotionsstudentin mit realen Daten, aufgezeichnet beim normalen Outdoor-Training. Indem sie diese mit der Wattzahl in Bezug setzt, die auf dem Fahrrad erbracht wird, möchte sie feststellen, wie fit die Person zu einem Zeitpunkt ist und wie sich die Leistung langfristig entwickeln kann. „So muss man keine aufwendigen Tests bei einem Coach oder im Fitnessstudio machen, sondern kann ganz einfach die eigenen Daten nutzen“, sagt Ludwig.

Was in der Theorie plausibel und einfach klingt, ist in der Praxis schwierig umzusetzen. Wenn es draußen 30 Grad warm ist, reagiert der Körper ähnlich darauf, wie wenn plötzlich ein Auto von hinten knapp überholt – der Puls steigt. „Draußen spielen viele Faktoren eine Rolle, die beachtet werden müssen. Das ist eine der Herausforderungen.“

Dennoch ist es Ludwig gelungen, ein Modell zu entwickeln, das die individuelle Herzfrequenz abhängig von der Wattleistung längerfristig vorhersagen kann. Wenn alles klappt, könnte dieses Modell zur Grundlage für personalisierte Trainingspläne werden, die dann wieder auf das E-Bike überspielt werden können.

Zwar gebe es schon heute viele Fitness-Apps auf dem Markt, die dem Nutzer einen Trainingsplan zusammenstellen. Diese orientierten sich aber meist an Standardwerten und nicht an den realen Daten der Nutzer. Im Labor basteln die Studenten Schmid und Hampe weiter an ihrem Versuchs-E-Bike. Ein paar Testfahrten hat das umprogrammierte Rad schon hinter sich.

Gegenbremsen als Motivation zum Stärker-Treten

Schmid ist auf dem Gelände der Hochschule Probe gefahren. „Wenn ich langsamer werde und nicht den Sollwert der Wattleistung erbringe, bremst das E-Bike stark gegen. Das ist dann so, als würde man plötzlich einen Berg hochfahren. Da tritt man dann aus Reflex stärker in die Pedale“, so Schmid.

Woran Melanie Ludwig in der Theorie forscht, nimmt in Form des „Schwitzomaten“ von Schmid und Hampe Gestalt an. Anhand der ermittelten Daten von Ludwig berechnet ein Programm einen auf den Sportler zugeschnittenen Trainingsplan, der dann später auf das E-Bike übertragen werden soll.

Das Programm kann dann berechnen, wie viel Hilfe der Sportler zu welchem Zeitpunkt vom Motor braucht, um sich auf der einen Seite nicht zu überlasten, aber auf der anderen Seite seine Fitness passend zum Trainingsplan zu verbessern.

So könnte das E-Bike, das bisher für einen entspannten Fahrstil steht, zum intelligenten Fitnessgerät werden. Bis dahin bleibt Ludwig ihrem einfachen Drahtesel aber treu: „Solange es dieses coole Tool fürs E-Bike noch nicht gibt, fahre ich weiter mein Standard-Rad.“