Die Grundidee: Schon kleinste Berührungen und minimale Abweichungen in den Messdaten der Elektromotoren genügen, damit das System erkennt, wohin ein Gefährt bewegt werden soll. Die in den Rädern integrierten Antriebe übernehmen dabei nicht nur die Fortbewegung, sondern liefern zugleich sämtliche notwendigen Messdaten – zusätzliche Sensoren sind nicht erforderlich. Das System unterstützt intuitiv beim Beschleunigen, Bremsen und Lenken. „Das Fahren fühlt sich wesentlich leichter an, ein Großteil der Masse wird beschleunigt durch die unterstützenden Elektromotoren in den Rädern“, erklärt Professor Matthias Nienhaus.

Die Effekte sind unmittelbar spürbar: Fahrzeuge fahren leichter an, gleiten sanfter durch Kurven und lassen sich präziser stoppen. Anwendungen reichen von Einkaufswagen über Krankenhausbetten bis hin zu Fahrradanhängern, Rollatoren und Rollstühlen, die durch die Technologie aktiv unterstützt werden. Selbst sperrige oder widerspenstige Lasten lassen sich so mit geringem Kraftaufwand bewegen.

Sensorloser Betrieb nun realisierbar

Die Entwicklung ist Ergebnis langjähriger Forschungsarbeit. Bereits 2018 demonstrierte das Team auf der Hannover Messe, dass sich Unterstützungsbedarfe allein aus den Motordaten ableiten lassen. 2023 folgte die Kombination mit einem Sensorgriff, der als Schnittstelle zwischen Mensch und System diente. Damit lassen sich heute Lasten von über vier Tonnen bewegen. „Mit der Kombination aus Sensorgriff und Rädern bewegen wir heute mehr als vier Tonnen Gewicht“, sagt Nienhaus.

Neu ist nun, dass dieser Sensorgriff in vielen Fällen entfallen kann. „Das macht die Technik einfacher, intuitiver und günstiger“, sagt Matthias Nienhaus. Möglich wird dies durch eine weiterentwickelte Regelungstechnik: Die Antriebe steuern sich selbst auf Basis der in den Motoren anfallenden Daten. „Die Steuerung funktioniert durch ein Zusammenspiel von Methoden Künstlicher Intelligenz, leistungsfähigen Algorithmen und der Identifikation der richtigen Parameter aus den Daten der Elektromotoren in den Rädern“, fasst Matthias Nienhaus zusammen.

Der sensorlose Betrieb ist derzeit für Anwendungen bis etwa 100 Kilogramm realisierbar – abhängig von Einsatzfall und Beladung. Für höhere Lasten bleibt die Kombination aus Rädern und Sensorgriff vorerst notwendig, während die Forschung an weiteren Verbesserungen arbeitet.

Technologisch nutzen die Systeme die Elektromotoren zugleich als Messfühler. Veränderungen in den Motorwerten liefern detaillierte Informationen über Bewegung, Lastverteilung und Position. „Die Elektromotoren der Räder liefern selbst sämtliche Messdaten, die wir brauchen, um sie anzusteuern. Kosten für den Einbau zusätzlicher Sensoren fallen also nicht an“, sagt Matthias Nienhaus. Auf Basis umfangreicher Datensätze identifizierte das Team charakteristische Signalmuster und entwickelte Verfahren, um Störeinflüsse herauszurechnen.

Diese Daten werden in Echtzeit verarbeitet: Ein Microcontroller analysiert die Signale, vergleicht sie mit hinterlegten Modellen und steuert den Antrieb entsprechend. Die Räder erfassen kontinuierlich ihre eigene Situation und reagieren auf kleinste Impulse – sämtliche Informationen werden über bestehende Leitungen übertragen.

WELLGO-Systems GmbH: Transfer in die industrielle Praxis

Auf der Hannover Messe suchen die Forscher Partner aus Industrie und Wissenschaft, um die Technologie weiterzuentwickeln und in praktische Anwendungen zu überführen. Die Arbeiten wurden vom Bundesforschungsministerium sowie dem Zentralen Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) gefördert.

Für den Transfer in die industrielle Praxis hat Matthias Nienhaus zudem die Ausgründung WELLGO-Systems GmbH initiiert, die die Weiterentwicklung und Vermarktung der intelligenten Antriebslösungen vorantreibt.

Hannover Messe 2026: Halle 11, Stand D41