De fiets die niet kan omvallen

Nu e-bikes sneller en zwaarder worden, kan het bijsturende motortje de veiligheid verbeteren. ©v

Vijftien jaar werkten de Technische Universiteit Delft en de fietsenfabrikant Gazelle aan een fiets die zichzelf recht kan houden. Nu is er een prototype. Maar willen fietsers het stuur uit handen geven?

Het laboratorium van fietsonderzoeker Arend Schwab in het gebouw van de faculteit Technische Materiaalwetenschappen van de Technische Universiteit Delft heeft iets van een ouderwetse fietsenmakerswerkplaats. De bureaus dienen vooral om spullen op te leggen. Zitten doe je maar langs de wanden.

In het midden van de ruimte staat het prototype van de fiets ‘die niet kan omvallen’. Schwab en zijn collega’s hebben hem samen met de fabrikant Gazelle ontwikkeld. Uiterlijk verschilt hij weinig van een gewone fiets, afgezien van een verdikking in de stuurkolom. Daarin bevindt zich een motortje dat de fiets vanaf een snelheid van 4 kilometer per uur rechtop houdt.

In een tijd dat e-bikes steeds sneller en zwaarder worden, is dit wellicht het ei van Columbus om de veiligheid voor vooral oudere fietsers te verbeteren. Sinds 2000 is het aantal dodelijke fietsongevallen met 30 procent gestegen. Vaak gaat het om ongelukken waarbij de fietser zelf de controle verloor. Fietsers vormen nu samen met automobilisten de grootste groep verkeersslachtoffers.

Op een doodlopend weggetje vlak bij de faculteit nemen we de proef op de som. Het is even wennen: als je het stuur losjes vasthoudt, trilt het wat. Dat komt doordat het motortje steeds ingrijpt op het stuur en steeds evenwicht zoekt. Het voelt of de fiets je helpt met het nemen van een bocht. Maar al na een minuutje verdwijnt het gevoel dat er iemand met je meerijdt, en is het een heerlijke fiets.

4
Een motortje in de stuurkolom houdt de fiets vanaf een snelheid van 4 kilometer per uur rechtop. Het zoekt constant een evenwicht en stuurt bij.

Aan de ontwikkeling van de fiets ging 15 jaar onderzoek vooraf. In 2002 kreeg Schwab van een collega in de Verenigde Staten te horen dat er maar weinig wetenschappelijk onderzoek was naar de werking van de fiets. Het stimuleerde hem tot een diepgaande studie over de vraag waarom een fiets wel of niet omvalt. Zijn bevindingen vonden hun weg naar Science, het gerenommeerde wetenschappelijk tijdschrift. Een samenwerking met de Koninklijke Gazelle, dat al bijna 130 jaar fietsen maakt, zorgde ervoor dat de wetenschap in de praktijk kon worden getoetst, en leidde tot het prototype.

Veel van zijn inzichten deed Schwab, die ook adviseur is van het voormalige team van wielrenner Tom Dumoulin, op tijdens zijn dagelijkse tocht op de e-bike, van zijn woonplaats Rotterdam naar Delft. ‘Ik observeer veel. Hoe stappen mensen op? Springen ze op de fiets en rijden ze weg? Steppen ze een paar pasjes en stappen ze dan al rijdend op? Dat zie je nog altijd bij dames, maar niet meer zo vaak als vroeger. Van dat soort gedrag leer ik veel.’

Het basisprincipe van de fiets is vrij simpel. Het prototype bevat een sensor die meet hoe snel de fiets omvalt, en een processor die het stuurmotortje aandrijft. Het grote probleem is hoe je het gedrag van de fietser, met al zijn gewoontes, intuïties en reflexen, kan herkennen en nabootsen.

‘Je moet die gedragingen in allerlei situaties voorspellen in algoritmen. Dat is vreselijk ingewikkeld, omdat de mens zo ingenieus in elkaar zit’, zegt Schwab. ‘Ik was een tijdje betrokken bij de ontwikkeling van menselijke robots. Die konden uiteindelijk best goed lopen. Maar als je ze een tikje gaf, vielen ze om. Een mens verroert geen vin. Die speelt er automatisch op in en blijft staan.’

Schwab moest ook afrekenen met het beeld van de fiets als een perfect ontwerp. Sinds de uitvinding, bijna anderhalve eeuw geleden, is er amper iets aan veranderd. ‘De mensen staan er niet bij stil, maar met twee contactpunten op de weg is de fiets heel instabiel. Het ligt aan de handigheid van de bestuurder dat een fiets kan rijden. Balans en dynamica van de fiets zijn ingewikkelder dan bij een vliegtuig. De gebroeders Wright, zeg maar de uitvinders van het vliegtuig, waren niet voor niets fietsenmakers.’

Netjes verwerken

Schwab denkt dat hij zijn bijdrage aan de ‘niet omvalbare fiets’ voor het grootste deel heeft afgerond. Het woord is nu aan de fietsenfabrikant Gazelle, die al die jaren met hem heeft samengewerkt. Voor fietsenbouwers is er in 2007 bij de introductie van de e-bike een nieuwe wereld van innovatie opengegaan. In het begin was het een ding waar je eigenlijk niet op gezien wilde worden. Vandaag is het een hip en vooral handig vervoersmiddel, dat steeds vaker wordt gebruikt om de files te omzeilen. Van alle fietsen die jaarlijks worden verkocht, is 60 procent een e-bike.

Maarten Pelgrim, innovatiemanager van de Koninklijke Gazelle, gelooft in Schwabs nieuwe vinding, ook al omdat de veiligheid van de e-bike een terugkerende discussie wordt. Maar daarmee is het systeem nog niet direct op de markt. ‘Het motortje moet nog netjes in een model worden verwerkt’, zegt hij. ‘En de geëigende instanties zullen er toestemming voor moeten geven.’

Maar dat zijn niet eens de belangrijkste hindernissen. ‘Uiteindelijk is het de vraag of de mensen dit willen. Niet alleen omdat ze ervoor moeten betalen, maar ook omdat ze zich misschien niet meer de baas over hun stuur voelen. Vergelijk het met het systeem van lane-keeping assistance, dat sommige auto’s al hebben. Daarmee bepaal je in principe niet meer zelf wanneer je gaat inhalen. Uit een reflex wil je sturen, maar het stuur stribbelt tegen. Dat is wel wennen.’

Lees verder

Advertentie
Advertentie

Tijd Connect