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Vom Asphalt zu 5G: Autoreifen werden smart

Liegt Schotter, Schnee oder Laub auf der Fahrbahn? Der Reifen der Zukunft spürt die Straße und gibt die Informationen über das 5G-Netz weiter.

Beim Thema Verkehrssicherheit denken die wenigsten an den Autoreifen. Dabei ist er es, der den Kontakt zur Straße herstellt. Dank intelligenter Sensorik und 5G-Netz soll der Reifen nun die Straße fühlen und vor Gefahren warnen.

ESP, ABS, ASR, Abstandsregelautomat ACC, adaptives Fahrwerk – moderne Autos sind bereits vollgestopft mit digitalen Fahrassistenten und Sicherheitssystemen. Ein wichtiger Faktor beim Thema Verkehrssicherheit ist jedoch der Reifen. Gerade er ist es, der den Kontakt zur Straße herstellt. Er sorgt – über bloß ein paar Quadratzentimeter Gummifläche – für Haftung beim Bremsen, Beschleunigen und Kurvenfahrten. Wie groß der Grip sein kann, hängt auch vom jeweiligen Straßenzustand ab. Liegt Schotter, Schnee oder Laub auf der Fahrbahn? Gibt es Schlaglöcher? Fährt man auf Kopfsteinpflaster oder auf neuem Asphalt? Der Reifen der Zukunft spürt die Straße und gibt die Informationen über das 5G-Netz weiter – etwa, wenn Aquaplaning-Gefahr besteht. So können andere Lenker frühzeitig gewarnt werden.

App informiert über den Reifenzustand
Schwarz und rund: Für den Fahrer haben sich Autoreifen in den letzten Jahren augenscheinlich kaum entwickelt. Die digitale Innovation findet jedoch im Inneren statt. Bereits im Handel sind Reifen, bei denen ein Sensor in der Reifenflanke Kenngrößen wie die Laufleistung, den Fülldruck und den Abrieb ermittelt. Der Fahrer kann anhand dieser Daten mittels App den Zustand seiner Reifen einsehen. Auch im Schwerverkehr – bei Bussen und Lkw – werden Sensoren im Reifen eingesetzt. Mit den so ermittelten Daten können Flottenmanager die Wartungskosten und den Verbrauch optimieren.

Kommunikation in Echtzeit
In Zukunft soll der Reifen auch den Zustand der Straße erkennen können – etwa ob Lacken auf der Fahrbahn sind oder an gewissen Stellen wenig Grip vorhanden ist. So können potenziell gefährliche Stellen eruiert werden. Entsprechend kann die Steuerung der Fahrassistenzsysteme (z.B. ABS, die Stabilitätskontrolle) adaptiert werden. Dazu ist Kommunikation in (nahezu) Echtzeit notwendig, die das 5G-Netz mit seiner extrem niedrigen Latenzzeit ermöglicht. Der Reifen wird so auch Teil des Internets der Dinge. Die während der Fahrt über den Straßenzustand ermittelten Daten können auch an andere Fahrzeuge übermittelt werden. Dies ist nicht bloß entfernte Zukunftsmusik. Der italienische Reifenhersteller Pirelli führte mit solch einem Cyber-Reifen – die Bezeichnung stammt von Pirelli selbst – bereits im Vorjahr auf der legendären Teststrecke am Dach des Lingotto-Gebäudes in Turin einen Praxistest durch.

Zukunftsmusik kugelrunder Reifen? Den radikalsten Ansatz präsentierte Goodyear mit dem Eagle 360 Urban bereits vor ein paar Jahren. Foto: Goodyear

Den Nagel im Reifen spüren
Auch andere Hersteller tüfteln daran, dass Fahrzeuge den Straßenzustand erkennen können – gehen dabei jedoch unterschiedliche Wege. Continental setzt beispielsweise Surround-View-Kameras ein, um Aquaplaning vorzubeugen. Wenn viel Wasser auf der Straße ist, entsteht beim Fahren ein spezifisches Spritz- und Sprühmuster. Dieses ist ein frühes Indiz dafür, dass Aquaplaning-Gefahr herrscht. Die Kamera ist in der Lage, dieses charakteristische Muster zu identifizieren. Zusätzlich zu den Kameradaten nutzt Continental auch Informationen von den Reifen selbst. Diese stammen von einem Sensor, der in die innere Deckschicht des Reifens eingebaut ist. Ein anderer Ansatz ist die elektrisch-leitfähige Gummimischung, um Schäden am Reifen zu erkennen. Wird die elektrische Leitfähigkeit beispielsweise durch einen Nagel unterbrochen, bekommt der Lenker eine Fehlermeldung.

Ist die neue Reifen-Welt eine Kugel?
Den radikalsten Ansatz präsentierte jedoch Goodyear mit dem Eagle 360 Urban bereits vor ein paar Jahren. Ein Reifen in Kugelform, der seine Lauffläche je nach Begebenheit der Fahrbahn und Fahrsituation ändern kann. Durch eine ausgeklügelte Sensorik "fühlt" der Reifen die Straßenbeschaffenheit sowie den eigenen Zustand in Echtzeit. Informationen, die von einer Einheit mit künstlicher Intelligenz verarbeitet werden, um die Lauffläche entsprechend anpassen zu können. Ziel ist, die Bremseigenschaften, das Handling und die Effizienz zu verbessern. Auch hier können dank 5G andere Fahrzeuge vor potenziellen Gefahrenstellen informiert werden. Auch wenn der Eagle 360 Urban in dieser Form wohl nicht in den Handel kommen wird, die Sensorik testet der Hersteller bereits in herkömmlichen Reifen.

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