Formula Student – ein internationaler Konstruktionswettbewerb
Wer beim Formula Student Wettbewerb antreten möchte, muss Gas geben: In dem internationalen Projekt konstruieren und fertigen Ingenieur -Studierende in Teamarbeit einen einsitzigen Formelrennwagen. Eine Jury aus Experten der Motorsport-, Automobil- und Zulieferindustrie evaluiert den Gewinner in den Disziplinen Konstruktion, Kosten- und Businessplan. Dabei geht es nicht etwa darum, den schnellsten Rennwagen zu bauen, sondern qualifizierte und innovative Studierende auszubilden, die über das Rüstzeug für eine nachhaltige Zukunft verfügen.
Mit Vollgas zum Erfolg
Die University of Southern Denmark (SDU) tritt in diesem Jahr mit Studierenden aus den Fachbereichen Softwareentwicklung, Elektrotechnik, Mechanik, Wirtschaftsingenieurwesen und Innovation und Business sowie Design mit dem Team SDU Vikings an. Zusammen arbeiten die Studierenden an der Entwicklung eines autonom fahrenden und elektrisch angetriebenen Fahrzeuges.
Während die studentische Teilnahmemotivation zunächst von der Teilnahme an diesem Wettkampf geprägt ist, ist der eigentliche Gewinn durch die Teilnahme an dem Formula –Student–Projekt aus Sicht der Lehrenden an den Universitäten wesentlich vielschichtiger. Die Studenten bekommen die Möglichkeit, anhand von konkreten komplex zusammenhängenden Aufgaben früh im Studium ihre Interessen zu vertiefen und sich durch kreative Lösungen und selbständiges Arbeiten im Gefüge eines breit aufgestellten Teams zu beweisen. Die Aufgaben können dabei sowohl im Rahmen selbstdefinierter Aufgaben, als auch in Form vergebener Projekt- und Abschlussarbeiten ausgeführt werden. Aus Sicht der Lehrenden ist somit der Weg zum Wettkampf das eigentliche Ziel, durch die dabei automatisch erreichten fachlichen und sogenannten weichen Lernziele.
Im letzten Semester haben zwei Studentengruppen den Aufbau einer Autonomous Driving Lernplattform übernommen: Die Plattform besteht aus mehreren mit Kameras, LIDARs (eine dem Radar verwandte Methode zur optischen Abstands- und Geschwindigkeitsmessung) und einem RaspberryPi (einem etwa handflächengroßen Computer) bestückten ferngesteuerten, runterskalierten Fahrzeugen. Sie können genutzt werden, um Algorithmen für das autonome Fahren zu entwickeln, zu implementieren und zu erproben. Ein LIDAR kann komplementierend zur Kamerasicht seine Umgebung wahrnehmen. Besonders hilfreich ist dieser Sensor unter extremen Lichtverhältnissen – wenn es sehr hell oder sehr dunkel ist. Eine spezielle Rolle soll dabei ein 3D LIDAR einnehmen, der seine Umgebung anhand von Punktwolken beschreiben kann. Diese Plattform erlaubt es, die im Bereich der Künstlichen Intelligenz notwendigen Trainingsdaten zu messen und zu sammeln, um dann mit diesen Daten diverse Algorithmen im Bereich des maschinellen Lernens füttern zu können.
Mit dem Ziel vor Augen, beim Wettkampf anzutreten, eignen sich die Studierenden nahezu beiläufig fachliche Fähigkeiten und Studieninhalte an: Teilnehmer, die sich etwa dafür entscheiden im Formula –Student–Team im Bereich „Driverless” mitzuarbeiten, werden sowohl in den Bereichen Bildverarbeitung (Computervision) und Sensor Fusion, als auch in den Bereichen Data Science, Machine Learning und mathematischer Optimierung, und Softwareentwicklung fachlich sehr viel dazulernen.
„Das Beste an Formula Student ist die Gruppenarbeit und das Gefühl, ein Team zu sein. Du triffst neue Menschen, die sich für dieselben Themen interessieren wie du und Freude daran haben, einen Rennwagen zu entwickeln”, erklärt Paulius, Student der Mechatronik an der SDU in Sønderburg.
Einer für alle, alle für einen
Bei Formular Student lernen die Ingenieur-Studierenden Verantwortung für die Aufgaben im Team zu übernehmen und in einem realistischen Zeitmanagement zu planen und zu agieren. Sie müssen sich mit ihren Kommilitonen absprechen, die dafür verantwortlich sind, die zu entwickelnden Algorithmen im Fahrzeug später zu integrieren. Ein mögliches Scheitern einzelner Pläne gehört dabei zu den wichtigen Lernprozessen in diesem Projekt. „Eine gute Übung in Sachen Geduld, Selbsteinschätzung, Teamwork und Zeitmanagement“, betont Rebecca Adam, wissenschaftliche Mitarbeiterin am Department of Mechanical and Electrical Engineering. Meist können die Teilnehmer des Projekts diese Fähigkeiten auch für ihre Abschlussarbeiten nutzen.
Mit kleinen Schritten große Ziele erreichen
Das Ziel für 2021 in Sønderborg ist, erst kleine Schritte im Bereich „Driverless” zu machen, dafür jedoch große im Bereich „Lernen”, wie etwa bei der Implementierung von Techniken wie „Simultaneous Localization and Mapping (SLAM)”, oder bei der Untersuchung, wie gut mittels LIDAR plus Kamera erzeugter Daten die kleinen Fahrzeuge durch den Einsatz geeigneter Algorithmen autonom durch eine aus Hütchen geformte Acht fahren können. Darüber hinaus plant eine Studentengruppe unter der Anleitung Hamid Arionfards, ein altes Rennauto zu reaktivieren. Dazu werden einige Reparaturen am Motor und an der Batterie von Nöten sein. Die Studierenden wollen es für Testfahrten wieder fahrtauglich bekommen.
TEXT SDU / Sophie Blady
FOTO SDU