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Mechatronik
Heisse Leistungen mit "alaska"
Chemnitzer Software dopt Leichtathleten und checkt Achterbahnen
CHEMNITZ. Was haben die ostdeutsche Leichtathletin Heike Drechsler und eine Achterbahn gemein? Die Leistungen von beiden sind von Chemnitzer Wissenschaftlern per Computersimulation optimiert worden. Die Forscher haben ein Verfahren entwickelt, um Bewegungsablaeufe zu analysieren. Ein Computer berechnet dann, wie die Bewegungen so veraendert werden koennen, dass ein Sportler weniger Kraft fuer die gleiche Leistung benoetigt oder wie ein Looping oder eine Kurve ausgelegt sein muessen, um die Fliehkraefte gering zu halten.
Moeglich macht das Ganze ein Computerprogramm mit dem Namen "alaska". Dieses Akronym steht fuer "advanced lagrangian solver in kinetic analysis" (etwa: Fortgeschrittener Lagrange-Loeser fuer Bewegungsanalysen. Lagrange war ein franzoesischer Mathematiker, der im vergangenen Jahrhundert die Grundlagen fuer solche Berechnungen gelegt hat.). Entwickelt hat das Hochleistungsprogramm eine Arbeitsgruppe unter Prof. Peter Maisser am Institut fuer Mechatronik an der Technischen Universitaet Chemnitz-Zwickau. Mittlerweile ist "alaska", wie auch sein Name, rechtlich geschuetzt.
Um die Bewegungsablaeufe der Olympiasiegerin zu verbessern, wurde sie zunaechst beim Weitsprung gefilmt und die exakte Lage einzelner Koerperpunkte auf ein aus 20 einzelnen Segmenten bestehendes Koerpermodell im Computer uebertragen. Auch Koerpergroesse, Gewicht und Geschlecht wurden beruecksichtigt. Dieses Modell wurde dann im Rechner in die Sandgrube geschickt - ohne Verletzungs- und Verrenkungsgefahr, wie sie beim "wirklichen" Training haetten auftreten koennen. AEhnlich gingen die Forscher bei der Berechnung der Achterbahn vor. Neue Bahnen muessen einen immer groesseren Nervenkitzel bieten, um das zahlende Publikum anzuziehen. Mehrfache Loopings, waghalsige Kurven und Drehungen um die eigene Achse gehoeren schon laengst zum Standard. Doch ganz ungefaehrlich sind die Achterbahnen nicht - es treten Beschleunigungen auf, die nur wenig unter denen fuer Astronauten in einer startenden Rakete liegen, und auf die ist der untrainierte Durch- schnittskoerper nicht eingestellt. Die Beschleunigungen wirken aber nicht nur auf den Menschen, sondern auch auf die Gleise, Raeder und Achsen der Bahn. Nicht auszudenken, wenn die Bahnteile das nicht aushalten - ein verheerendes Unglueck waere die Folge. Deshalb muessen Achterbahnen regelmaessig vom TUEV abgenommen werden. Auch hier konnte das alaska-Programm helfen, die Auslegung neuer Trassen zu verbessern. Mittlerweile wurde es an den Rheinisch-Westfaelischen TUEV in Essen verkauft.
Der Einsatz der ausgefeilten und ueberaus anpassungsfaehigen Software beschraenkt sich allerdings nicht auf die genannten Beispiele. Ob der Magnetzug Transrapid oder nur ein Reisebus, ob eine Ruettelplatte fuer den Strassenbau oder eine riesige Weltraumplattform, ob ein Motorrad oder eine Seilbahn, in allen Faellen konnten die Chemnitzer Mechatroniker zeigen, dass ihre Software helfen kann, Technik zu verbessern. Nicht nur das: der Bau von kostspieligen Prototypen kann haeufig entfallen, Varianten neuer Produkte koennen am Computerbildschirm ausgetestet werden. Dadurch laesst sich viel Geld und Zeit sparen. "Virtual Prototyping", Arbeit mit scheinbaren Mustern, nennt sich dieses Konzept. Und weil keine hohen Kosten zu fuerchten sind, lassen sich auch ungewoehnliche Ideen, die sonst kaum eine Chance auf Verwirklichung haetten, ausprobieren - sonst ungenutzte kreative Moeglichkeiten werden freigesetzt.
Lange wird es wohl nicht mehr dauern, und in den Kreuzwortraetseln heisst es "Software zur Simulation von mechatronischen Systemen" und nicht mehr "Noerdlichster Staat der USA", wenn nach alaska gefragt wird. Dafuer sind die Chemnitzer Wissenschaftler die Garanten.
Kontakt: Institut fuer Mechatronik e. V. an der Technischen Universitaet Chemnitz-Zwickau, Reichenhainer Str. 88, 09126 Chemnitz, Tel. (03 71) 5 31-46 71, Fax (03 71) 5 31-46 69.
Criteria of this press release:
Electrical engineering, Energy, Information technology, Mechanical engineering
transregional, national
Research projects
German
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