Einstein-Ergometer

Im Jahr 2005, also 100 Jahre nach Einsteins annus mirabilis, hat der Astrophysiker Prof. Dr. Hanns Ruder von der Universität in Tübingen, einige Exponate erstellt, um Schülerinnen und Schülern die physikalischen Theorien Albert Einsteins näher zu bringen. Dazu benutzt er u.a. aufwändige Visualisierungen. Eines seiner Exponate ist eine relativitische Fahrradfahrt durch die Altstadt von Tübingen. Zusammen mit dem MPI für biologische Kybernetik wurde ein digitales Modell der Altstadt entwickelt, durch das man sich mit einem modifizierten Fahrradergometer bewegen kann. Die Tretgeschwindigkeit am Ergometer wird gemessen und in der Software genutzt, um die Geschwindigkeit der Fortbewegung in der Stadt zu steuern. Das Besondere am Einsteinergometer ist nun, dass man mit ihm fast Lichtgeschwindigkeit erreichen kann. Alle (teilweise bizarren) visuellen Effekte, die sich auf einer solchen Reise ergeben, werden von der Software berechnet und visualisiert. Das Ergometer ist zudem mit einer Lenkung ausgestattet und erlaubt es dem Nutzer auch, eine Bremsung vorzunehmen, was bei einer Annäherung an die Lichtgeschwindigkeit sicherlich eine gute Idee ist. Die Entwicklung dieses Exponats und vieler anderer wurde und wird finanziell durch die Heraeus-Stiftung unterstützt. Seit vielen Jahren reist das Einsteinmobil nun schon durch Deutschland und bringt Einsteins Ideen und Theorien mit großem Erfolg zu den Schülerinnen und Schülern. 

Seit 2007 baut die Werkstatt des RheinAhrCampus (Thomas Giese und Martin Krings) zusammen mit dem Labor für Biomechanik die Ergometer für das Einsteinmobil. Dabei wird ein handelsübliches Fahrradergometer mit Sensorelektronik für Bremse, Pedalgeschwindigkeit und Lenkung versehen. Die Lenkmechanik wurde von Martin Krings konzipiert und realisiert. Sie hat sich als extrem haltbar erwiesen. Die Einstein-Ergometer sind im Dauereinsatz in den Schulen. Dort werden sie stark beansprucht. Thomas Giese hat die gesamte Elektronik überarbeitet und optimiert. Die Platine ist sehr klein und arbeitet zuverlässig. Inzwischen ist es im Rahmen einer Bachelorarbeit (M. Baumeister) gelungen, den Präsentationsrechner in das Ergometer zu integrieren. Jetzt kann man über eine HDMI Schnittstelle direkt einen Beamer anschliessen und das virtuelle Geschehen projizieren. Inzwischen ist es auch möglich, das Ergometer mit anderen Softwareumgebungen zu koppeln (z.B. OGRE, Crytec), so dass der Einsatzbereich dieser Technologie erweitert worden ist. Schließlich ist unser Ergometer nichts anderes, als eine 3D Maus, auf der man Sport treiben kann. In der Zukunft ist es denkbar, das Ergometer zur Navigation in virtualisierten Gebäuden (z.B. Museen) oder 3D Städten (z.B. Google Maps 3D) einzusetzen.