Fiets die voor meer stabiliteit zorgt door op snelheid te reageren

Een consortium waarvan de Universiteit Twente (UT) deel uitmaakt heeft een elektrische fiets ontworpen die helpt te voorkomen dat ouderen van hun fiets vallen. Deze slimme ondersteunende fiets, de zogeheten ‘SOFIE’, zorgt onder meer voor meer stabiliteit; enerzijds door hulp bij het opstappen en wegfietsen te bieden, anderzijds door automatisch het zadel te verlagen bij lagere snelheden. De UT, Indes en Roessingh Research and Development (RRD) hebben samen deze fiets ontwikkeld. Het onderzoekswerk van Vera Bulsink, promovenda aan de UT, was medebepalend voor het ontwerp van de fiets en zorgde voor grotere stabiliteit van het prototype. Ze verbeterde computersimulaties en voerde laboratoriumtesten uit die uiteindelijk de stabiliteit van de fiets verbeterden. Ze verdedigde haar proefschrift op 7 december 2017.

Eenzijdige fietsongelukken komen tegenwoordig regelmatig voor. Mensen vallen van hun fiets, omdat ze hun evenwicht verliezen. Op hogere leeftijd is de kans op een ongeval groter: ouderen hebben meer angst om te vallen, reageren trager en moeten harder werken om het gebrek aan stabiliteit bij lage snelheid te compenseren. Vanwege het toenemend aantal ouderen in de maatschappij zal het aantal fietsongelukken in de toekomst naar alle waarschijnlijkheid toenemen. In het kader van het SOFIE-project is er een prototype elektrische fiets ontwikkeld die de stabiliteit van ouderen en mensen met een handicap verbetert, vooral wanneer ze langzaam rijden. Er zitten diverse uitdagingen aan het ontwikkelen van een dergelijke fiets: het uiteindelijke ontwerp moet er mooi uitzien en comfortabel zijn, plus alle afmetingen en verhoudingen moeten vergelijkbaar zijn met wat mensen gewend zijn van hun huidige fiets.

Stabiel fietsframe

Bulsink voerde laboratoriumtesten uit waarbij ze de fietsbeheersing van ouderen vergeleek met die van jongeren. Bestaande onderzoeksmodellen beschouwen de fietsende persoon als één massa, maar het zijn juist de persoonlijke eigenschappen van de fietser die de kans op vallen bepalen. Bulsink breidde bestaande computermodellen uit met een realistisch model voor het contact tussen fietsband en weg. Daar voegde ze de bewegingen van de fietser aan toe, zoals de stuurbeweging, beweging van het bovenlichaam en het naar buiten bewegen van de knieën.

Dit simulatiemodel leidde tot verscheidene ontwerpvoorstellen voor een stabieler fietsframe. De combinatie van een steilere balhoofdhoek, kleinere banden en een kortere wielbasis maakt de fiets stabieler bij lage snelheid. Het computermodel maakt het tevens eenvoudiger om de stabiliteit van andere fietsontwerpen te beoordelen.

De lage instap van de SOFIE-fiets maakt op- en afstappen gemakkelijker en de hoogte van het zadel wordt automatisch aangepast aan de snelheid. Daarnaast krijgt de fietser ondersteuning om op gang te komen, waardoor te langzaam fietsen wordt vermeden. Bovendien is de maximumsnelheid beperkt tot 18 kilometer per uur om valpartijen te voorkomen.

De fiets is nog niet in productie genomen. Het consortium heeft met hun ontwerp diverse fabrikanten benaderd. Er is interesse, maar tot nu toe heeft nog niemand besloten om de fiets te gaan produceren. “Jammer”, zegt Bulsink. “Ik ben ervan overtuigd dat dit ontwerp kan helpen voorkomen dat veel oudere mensen van hun fiets vallen.”

Het SOFIE-project is een samenwerkingsverband tussen RRD, Indes en de Universiteit Twente. Vera Bulsink deed haar promotieonderzoek bij de afdeling Biomechanical Engineering. Haar begeleiders waren professor Bart Koopman, Dorien van de Belt en Maarten Bonnema van de faculteit Engineering Technology. Haar onderzoek werd mede gefinancierd door de Rijksdienst voor Ondernemend Nederland.