Professor Holger Hermanns präsentiert die drahtlose Bremse seines Drahtesels
Foto: Saar-Uni/Angelika Klein

Informatiker an der Universität des Saarlandes haben eine drahtlose Fahrradbremse entwickelt und deren Funktionsfähigkeit an einem sogenannten Cruiser Bike demonstriert. Darüber hinaus bewiesen sie die Zuverlässigkeit des Bremssystems mit mathematischen Methoden, die auch bei Steuersystemen von Flugzeugen oder chemischen Fabriken zum Einsatz kommen. Die drahtlose Bremse ist laut den Wissenschaftern zu 99,999999999997 Prozent sicher, „was bedeutet, dass drei aus einer Billiarde Bremsversuchen fehlschlagen“, erklärt Holger Hermanns, der an der Saar-Uni den Lehrstuhl für Verlässliche Systeme und Software leitet.

Das „Cruiser Bike“ ähnelt eher einem Easy-Rider-Motorrad ohne Motorblock als einem herkömmlichen Fahrrad. Doch gerade an der gradlinigen, langgestreckten Fahrradgabel fällt besonders gut auf, was das neu entwickelte Bremssystem so besonders macht: Weder schlängelt sich ein Bremskabel den Lenker hinunter, noch steht ein Bremsgriff für die Vorderbremse vom Lenker ab.

Um zu bremsen, muss der Fahrradfahrer lediglich den rechten Gummigriff am Lenker fest umgreifen. Je stärker er greift, desto stärker bremst, wie von Geisterhand, die Scheibenbremse im Vorderrad. Möglich macht dies ein Zusammenspiel von mehreren Komponenten. Im schwarzen Gummigriff ist ein Drucksensor integriert, der ab einem bestimmten Druck einen kleinen Sender aktiviert. Dieser sitzt in einem blauen Kunststoffkästchen von der Größe einer Zigarettenschachtel, das ebenfalls an der Lenkstange befestigt ist. Seine Funksignale gehen unter anderem an einen Empfänger am Ende der Radgabel. Dieser wiederum gibt das Signal an einen „Aktuator“ weiter, der es in eine mechanische Bewegung umsetzt, die letztendlich die Scheibenbremse greifen lässt.

Um die Ausfallssicherheit zu erhöhen, befinden sich in den Speichen des Hinterrades und an der Gabel des Vorderrades jeweils ein weiterer Sender. Sie fungieren als sogenannte Replikatoren, indem sie das Senden des Bremssignals wiederholen. Auf diese Weise soll sichergestellt sein, dass die entscheidende Funknachricht auch dann noch rechtzeitig ankommt, wenn die anderen Funkverbindungen zu langsam sind oder gar ganz ausfallen. Die Saar-Informatiker haben unter anderen herausgefunden, dass noch mehr Replikatoren nicht unbedingt noch mehr Sicherheit bieten. „Wenn es schlecht konfiguriert ist, können es auch ganz schnell drei aus fünf Bremsversuchen sein, die schiefgehen“, so Hermanns.

Mit der aktuellen Ausstattung schafft es das Cruiser Bike spätestens nach 250 Millisekunden zu bremsen, was bei einer Geschwindigkeit von 30 Kilometer pro Stunde einem Reaktionsweg von zwei Metern entspricht. Dabei wollen es die Forscher jedoch nicht belassen. „Es ist jetzt nicht mehr schwer, ein Antiblockiersystem und Antischlupfregelung zu integrieren. Das ist schnell gemacht.“ Nach ersten Gesprächen mit namhaften Herstellern sucht Hermanns bereits ein Ingenieursbüro, das die drahtlose Fahrradbremse umsetzt. Die Arbeiten zu der drahtlosen Fahrradbremse wurden von der Deutschen Forschungsgemeinschaft im Rahmen des Sonderforschungsbereiches „Automatic Verification and Analysis of Complex Systems (AVACS) unterstützt. Die Ergebnisse haben die Saar-Informatiker im Fachaufsatz „A Verified Wireless Safety Critical Hard Real-Time Design“ dokumentiert, der von der weltweiten Ingenieursorganisation IEEE publiziert wurde.

Die drahtlose Fahrradbremse stellt für die Forscher jedoch weitaus mehr als nur eine akademische Spielerei dar. „Drahtlose Netze funktionieren nie hundertprozentig, das ist technologisch bedingt“, erklärt Hermanns, der zusammen mit seiner Gruppe die drahtlose Fahrradbremse entwickelte. Dennoch gehe man zunehmend dazu über, Systeme drahtlos zu realisieren, die,wie eine einfache Fahrradbremse, immer funktionieren müssen. „Konkrete Pläne existieren zum Beispiel für den künftigen Europäischen Zugverkehr“, berichtet Hermanns und führt weiter aus, dass Experimente mit Zügen und Flugzeugen viel zu aufwändig seien und bei Fehlfunktion sogar Menschen gefährden könnten. Daher untersuchte seine Forschergruppe den Brems-Prototypen mit Rechenverfahren, die sonst bei Steuersystemen von Flugzeugen oder chemischen Fabriken zum Einsatz kommen. „Die drahtlose Fahrradbremse bietet uns die notwendige Spielwiese, um diese Methoden für den Einsatz in weitaus komplexeren Systemen zu optimieren“, so Hermanns.

Wer unkompliziert im Netz einkaufen will, kann auf eine Reihe von Bezahldiensten zurückgreifen, die nach unterschiedlichen Prinzipien arbeiten. Zum einen gibt es Anbieter, die eine Treuhandfunktion übernehmen (paypal, Click and Buy). Der Kunde hinterlegt seine Zahlungsdaten einmalig und begleicht Online-Rechnungen dann über diesen Dienstleister. “Ein großer Vorteil dieser Verfahren ist, dass die Zahlung im Rahmen eines Schlichtungsverfahrens zurückgefordert werden kann”, betont der TÜV Rheinland-Experte.

Eine weitere Möglichkeit bietet das Verfahren “Giropay”, das von verschiedenen Banken getragen wird und das über das Online-Banking-Konto des Kunden läuft. Hier bestehen dieselben Risiken wie beim Online-Banking selbst (z.B. Phishing). Allerdings hat der Kunde den Vorteil, dass “Giropay” den Allgemeinen Geschäftsbedingungen (AGB) seiner Bank entspricht. Dieses Verfahren muss dort explizit als zulässiges Verfahren gekennzeichnet sein. Nutzt der Kunde einen anderen Anbieter und gibt dort sensible Bankdaten – wie etwa die PIN seines Kontos – ein, muss er im Missbrauchsfall voll haften.

Kunden, die am liebsten ganz anonym bleiben möchten, können auf Prepaid-Karten zurückgreifen. Diese sind in Geschäften und an Automaten erhältlich. Zum Bezahlen werden lediglich die Kennzahl der Karte und eine PIN benötigt, dann wird der Betrag vom Guthaben der Karte abgebucht. Eine weitere Möglichkeit ist die Bezahlung übers Handy beziehungsweise per SMS, die vor allem bei kleineren Beträgen genutzt wird. Hier sollte man sich vorab unbedingt und sehr genau die AGB des Anbieters ansehen: Einige Dienste verleiten den Kunden dazu, ein ganzes Abo zu buchen, anstatt eine vermeintliche Einmalzahlung zu leisten.
Für welches Verfahren man sich auch entscheidet – wichtig ist, dass der eigene Computer sicher ist: “Der Rechner muss frei von Schadsoftware sein”, betont TÜV Rheinland-Experte Michael Sax: “Die Anbieter können die Sicherheit der Transaktion immer nur auf ihrer Seite gewährleisten. Dafür, dass auch auf Seiten des Benutzers alles gesichert ist, trägt der Kunde selbst die Verantwortung.”