Ein Crash, der Igel rettet
Wie bei c’t ein Teststandard für sichere Mähroboter entsteht
Mähroboter sollen den Rasen schneiden, aber keine Igel. Hersteller können das für ihre Modelle derzeit nicht seriös garantieren, denn es fehlt ein normiertes Prüfverfahren für Schutzmaßnahmen. Deshalb entwickeln Tierschutz, Dummy-Industrie und c’t eines.
Unbeaufsichtigte automatische Rasenmäher sind zwar komfortabel, gefährden aber Kleintiere enorm. Das lässt sich vermeiden, wenn Mähroboter ihre Fahrtrichtung ändern, bevor Schlimmes passiert. Im Idealfall sorgt die Sensorik für den rettenden Schwenk. Bleibt es stattdessen beim Kollisionskurs, sollten die Stoßfänger den Widerstand richtig interpretieren und den Notstopp auslösen. Selbstverständlich ist beides bisher nicht.
Leseranfragen zeigen, dass Kaufinteressierte Roboter mit einem zuverlässigen Kleintierschutz bevorzugen. Hersteller greifen das als Verkaufsargument auf und bewerben mal subtil mit niedlichen Igelbildern, mal wörtlich, dass Vierbeiner von dem angepriesenen Robotermodell nichts zu befürchten haben.
Werbung und Wahrheit
Ob die Produkte Erwartungen und Versprechen erfüllen, untersucht c’t in sporadischen Tests von Mährobotern. Auf eine Benotung dieser Teilprüfung verzichteten wir bisher (siehe ct 21/2023, S.106), auch weil die Ergebnisse mangels naturgetreuer Igelattrappen aus unserer Sicht nur eingeschränkt reproduzierbar und auf die Realität übertragbar waren. Die Materialeigenschaften der Igelatrappen unterschieden sich beim Körperbau und erst recht im Verhalten zu sehr von einem echten Tier.
Diese Realitätslücke zu schließen, ist uns im Sinne einer umfassenden Verbraucherberatung und einer verantwortungsbewussten Techniknutzung wichtig. Zusammen mit dem Leibniz-Institut für Zoo- und Wildtierforschung (IZW) in Berlin und der Crashtest-Spezialfirma CTS aus Münster arbeitet c’t daher an einem Igel-Dummy, der sich für normierbare Mähroboter-Prüfungen zur Unfallsicherheit eignet. Mit dem Feldtest eines Prototyps erreichte das Projekt kürzlich eine wichtige Etappe.
Feldtest als Pioniertat
Das Projektteam erprobte den Dummy auf einem Hannoveraner Gelände des Heise-Verlags nahe des Stammsitzes von c’t. Dort verglich es unter kontrollierten Bedingungen, welche Verletzungen ein Mähroboterunfall dem bei CTS gebauten Dummy im Vergleich zu echten Igelkadavern zufügte. Ein ebenso unschöner wie notwendiger Schritt, um die Realitätsnähe der Attrappen wissenschaftlich zu belegen und sie gegebenenfalls noch zu verbessern. Hierfür musste kein Igel sterben, die Tiere waren zuvor in unterschiedlichen Auffangstationen an Krankheiten oder eines natürlichen Todes gestorben und wurden eigens für den vom IZW begleiteten Test eingefroren. Beim Ortstermin ging es nicht ums Testen, inwieweit ein Mähroboter den Igeln ausweicht. Es ging darum, ob Dummy und Kadaver bei einem Unfall vergleichbare Schäden davon tragen. Das ist eine wesentliche Voraussetzung, damit der Nachbau Teil eines standardisierten Testverfahrens von Herstellern und Prüfinstitutionen werden kann. Dieses wiederum würde die Grundlage für ein Qualitätssiegel schaffen, das bei der Kaufentscheidung Orientierung bietet.
„Für Hersteller muss es das Ziel sein, erwiesenermaßen igelsichere Mähroboter zu entwickeln. Dafür unverzichtbar ist ein verbindlicher Crashtest, der zuverlässig ermittelt, ob und wie das Gerät ein Tier schädigt oder eben nicht. Nur so lässt sich gegenüber Kaufinteressierten glaubwürdig belegen, dass das Gerät auch für Tiere sicher ist“, sagt Dr. Anne Berger, beim IZW verantwortlich für das Gemeinschaftsprojekt.
Während in Mährobotern eingebaute Sicherheitsvorkehrungen für Menschen normiert sind, gibt es bislang keine Vorschriften zum Kleintierschutz, geschweige denn zu dessen Prüfung. Das Projekt von IZW, CTS und c’t betritt daher regulatorisches Neuland. Für das zu entwickelnde Systemtestprotokoll bedarf es neben eines Dummys auch Vorgaben zu einer definierten Testumgebung. Dies ist einer der wenigen Aspekte, bei dem das Projekt an Grundlagenforschung anknüpfen kann.
Die Spezifikationen für einen Prüfstand hatte das IZW bereits mit einem Forschungsteam um die Igelforscherin Sophie Rasmussen an den Universitäten Oxford und Aalborg erarbeitet. Seit Anfang 2024 ist die Anleitung verfügbar. Sie ist wichtig, damit Prüfende unter vergleichbaren Bedingungen aussagekräftige Ergebnisse erzielen. In leicht modifizierter Form kam der Testaufbau auch in Hannover zum Einsatz. Ergänzt haben wir ihn vor Ort um ganz praktische Belange, nämlich wie man einen smarten Mähroboter dazu bringt, ein ausgewähltes Ziel anzusteuern, statt die Rasenfläche darum herum zu mähen. Dazu später mehr.
Beim Design des Dummys ist das Projektteam komplett auf sich gestellt. Ein von der Rasmussen-Gruppe parallel erarbeiteter Prototyp kommt seit Längerem nicht voran. Die bisherigen Erkenntnisse dazu sind unter Verschluss.
Vom Huhn zum Igel
Der Dummy-Hersteller CTS musste bei der Entwicklung seiner Igelattrappe nicht bei null anfangen. Neben menschenähnlichen Puppen für nachgestellte Verkehrsunfälle entwickelte er bereits andere Tiermodelle. Mit seinen Silikon-Hühnern simulieren Luft- und Raumfahrthersteller die Auswirkungen von Vogelschlag auf Turbinen und startende Raketen. Auch hier kommen bisher meist echte Tiere zum Einsatz, die für die international standardisierten Prüfverfahren geschlachtet, präpariert und mit hoher Geschwindigkeit auf die zu prüfenden Bauteile geschossen werden (etwa nach ASTM F330 - 21).
Als CTS-Chef Peter Schimmelpfennig von den Dummy-Plänen des IZW und c’t erfuhr, bot er an, das Huhn zum Igel weiterzuentwickeln. Ein sehr frühes Exemplar verwendeten wir bereits beim Test des Mähroboters Mammotion Luba 2 AWD (c’t 17/2024, S. 100). Für den größer angelegten Vergleich mit Igelkadavern kam jetzt zusätzlich eine zweite Version in Kugelform zum Einsatz, die das typische Einrollen von Igeln in Gefahrensituationen simuliert. Im Kern sind die Dummy-Varianten gleich: Ein 3D-gedrucktes Skelett ist in eine gewebeähnliche und mit stacheligem Fell umhüllte Silikonform gekleidet. Durch diesen Aufbau wiegt der nachgebaute Igel etwa so viel wie sein Vorbild, übt einen vergleichbaren Widerstand aus und verformt sich ähnlich.
Äußere und innere Verletzungen lassen sich damit aussagekräftiger nachvollziehen als mit starren Igel-Modellen. Das hilft bei der Folgenabschätzung, sollte es trotz Schutz zur Kollision mit Gehäusekanten, Rädern oder den Mähmessern kommen. Details wie die stachelige Außenhaut lassen den Igel-Dummy sehr realistisch aussehen. Dadurch sollen sie später auch von Mährobotern, die mit Bilderkennung Objekte klassifizieren und daraufhin ein Ausweichmanöver planen, für Igel gehalten werden.
Mäher-Hack
Für unser Crashtest-Szenario war es allerdings wichtig, dass der Mäher gerade nicht ausweicht. Schließlich kam es uns darauf an, das Verletzungsbild nach Kollisionen zu analysieren. Eine Herausforderung war es daher, einen Roboter absichtlich alle Alarmsignale ignorieren und bewusst einen Klingenkontakt herbeiführen zu lassen.
Als Versuchsgerät verwendeten wir den Robomäher Blade, den uns der Hersteller Ecoflow eigens für diesen Zweck zur Verfügung stellte. Er eignete sich besonders gut für die Testabsicht, weil das Design an der Front nur einen kleinen Kamm statt einer schützenden Haube besitzt. Dass der Roboter einen Igel „wegschiebt“, war damit unwahrscheinlich. Für den Test mussten wir den Mäher so manipulieren, dass seine gesamte Ausweichmanöver auslösende Sensorik, LiDAR und Kamera, versagt. Der Blade erwies sich auch wegen seiner Ausstattung mit Sensoren, Kameras und CAN-Bus als interessanter Kandidat. Die Kontrolle über die Motorsteuerung und den CAN-Bus zu übernehmen ist bei Crashversuchen für Unfallgutachten eine übliche Vorgehensweise, weiß Ingo Holtkötter vom mit CTS verbundenen Ingenieurbüro Schimmelpfennig + Becke, der uns bei der fachgerechten Mäherpräparation unterstützte.
Sein ursprünglicher Plan: Das Bussystem mit einem WLAN-fähigen Mikrocontroller vom Typ ESP32 koppeln. Steuerbefehle ließen sich so mit einem maßgeschneiderten Skript übermitteln. Der Hardware-Hack wäre allerdings zeitaufwendig gewesen und war überraschenderweise zum Kapern der Motorsteuerung gar nicht nötig.
Durch Zufall zeigte sich: „Es genügte, die App-Einrichtung des Roboters zu beginnen, aber nach der erfolgreichen Bluetooth-Kopplung nicht abzuschließen“, so Elektronikspezialist Holtkötter. Dadurch ließ sich das Gerät zu Testzwecken bereitwillig mit der Original-App durch die Gegend fahren, ganz ohne es zu hacken.
Andere Mähbots verlangen, dass man sie in ein WLAN einbindet und mit einem Satellitensignal versorgt. Ecoflow sieht das nicht vor und erlaubt zudem, das Mähwerk während der manuellen Fernsteuerung zu starten. So war das Gerät optimal für den Dummy-Test nutzbar.
Zum Unfall gezwungen
Ist der Dummy realistisch genug? Um das herauszufinden, steuerten wir den präparierten Mähroboter im Feldtest kontrolliert über zwölf Attrappen und 30 Kadaver. Sie waren unterschiedlich groß, um den Unfall mit jungen und erwachsenen Tieren zu simulieren. Abwechselnd waren sie seitlich, mit der Schnauze zum Mäher ausgerichtet oder in Kugelform platziert worden. Das entspricht den typischsten Verhaltensweisen, wenn Igel auf Mäher treffen – eine Erkenntnis der Berger- und Rasmussen-Teams aus Tests mit lebenden Tieren und messerlosen Robotern.
Nach jedem der provozierten Unfälle nahm Dr. Anne Berger eine Sichtprüfung vor. Das war angesichts teils schwerer Wunden an den Tierkörpern sowohl für die Forscherin als auch für das Projektteam emotional anspruchsvoll. Die Aussicht darauf, dass der Test hilft, solche Unfallfolgen zu minimieren, ließ sie den Anblick leichter verkraften.
Neben den äußerlich sichtbaren Verletzungen gilt es, auch die inneren zu untersuchen. Zu diesem Zweck durchleuchtet das IZW die Dummys und Tiere derzeit in Berlin. So röntgt ein Computertomograf diese und macht dabei Brüche oder Schnitte an den Knochen der 3D-gedruckten und echten Skelette sichtbar. Eine statistisch detaillierte Analyse will das Forschungsteam 2025 veröffentlichen. Eine klare Tendenz zeichnete sich aber schon unmittelbar nach den Crashtests ab.
Crashtest bestanden
Was sich aus den Unfallsimulationen bisher schließen lässt, bestätigt die grundsätzliche Tauglichkeit der künstlichen Igel. „Die Art der Verletzungen ist bei Dummys und Igelkadavern ähnlich“, betont Dr. Berger vom IZW. In beiden Fällen fügten die Mähmesser Dummys wie Kadavern vergleichbare Schnittwunden im Gesicht und an den Gliedmaßen zu.
Zwar fielen bei den Kadavern die Verletzungen tendenziell schwerer aus, was nahelegt, dass die Attrappen im Vergleich zu schwer sind und zu viel Widerstand leisten. Doch das lässt sich laut Peter Schimmelpfennig mühelos ändern. „Leichterer Kaltschaum kann einen Teil des Silikons ersetzen, ohne die Verformungseigenschaften zu beeinträchtigen“, lautete sein Ansatz für die nächste Dummy-Iteration. Die vorläufigen Ergebnisse seien dennoch generalisierbar.
An der äußeren Erscheinung des aktuellen Prototyps gab es wie schon bei unserer früheren Stichprobe mit der älteren Dummy-Version nichts auszusetzen. In einem separaten Praxistest mit dem aktuellen Modell Segway Navimow i105E griffen wir nicht in die Motorsteuerung ein, ließen das Gerät den Rasen mähen und es dabei mit der eingebauten Kamera auf Hindernisse absuchen. Die kürzlich um einen Tiererkennungsmodus aktualisierte Gerätesoftware erkannte den CTS-Igel und wich aus.
Test bestätigt tödliche Gefahr
Wie wünschenswert es ist, dass die Fernsensorik anschlägt und es gar nicht erst zu Kollisionen kommt, verdeutlichten die Unfallfolgen des Crashtests. Einige ernsthafte Wunden waren auf den ersten Blick als tödlich zu erkennen. Andere, vermeintlich harmlosere Blessuren ließen nur scheinbar höhere Überlebenschancen.
„Selbst kleine Schnitte über den Augen sind lebensgefährlich, weil die Tiere sie nicht sauberlecken und dann am Parasitenbefall sterben können“, erklärt Berger. Ein abgetrennter Vorderlauf ist ebenfalls ein Todesurteil, selbst wenn die Wunde verheilt. „Die Tiere können dann nicht nach Beute graben und verhungern.“ Ohne rechtzeitigen menschlichen Eingriff wäre im echten Leben womöglich auch der Igel verendet, den der Mähroboter bei einem Durchlauf lediglich unter sich begrub, ohne ihn sichtbar zu verletzen.
Seit September 2022 dokumentiert das IZW bundesweit Fälle von Igeln, die bei Unfällen mit elektrischen Gartengeräten verletzt wurden. 370 waren es Ende 2023. Die Dunkelziffer hält das Institut für erheblich höher, ein statistisches Gesamtbild fehlt. Im Zweifel gilt: Jedes Kleintieropfer ist eines zu viel.
Den Mährobotern einfach nur Nachtfahrten zu verbieten, reicht nicht als Gegenmaßnahme. Denn entgegen der landläufigen Annahme, Igel seien nur in der Dunkelheit aktiv, sind paarungswillige oder kranke Tiere und welche auf Materialsuche für den Nestbau auch vor der Abenddämmerung unterwegs.
Nächster Stopp: DIN-Norm
Mähbots so auszustatten, dass ihre Fernsensorik und ihr mechanischer Schutz zuverlässig Kleintiere in Frieden lässt, ist daher sinnvoll. Die Zeichen stehen gut, dass der getestete Igel-Dummy Herstellern dabei als Prüfstein helfen kann. Sobald die Unfallanalyse des IZW abgeschlossen ist, will CTS den Prototyp finalisieren. Dann will er den Igelnachbau Roboteranbietern zur Verfügung stellen. Als Verkaufspreis steht eine Spanne von 750 bis 950 Euro im Raum. Für künftige Tests in c’t werden wir den Dummy zur Bewertung des Kleintierschutzes einsetzen, um reproduzierbare und vergleichbare Ergebnisse zu ermitteln.
Das Forschungsteam vom IZW und der Dummy-Hersteller CTS prüfen derweil, inwiefern sich das Modell als Standard beim Deutschen Institut für Normung anmelden lässt. Als bestätigte DIN-Norm wäre es im nächsten Schritt einfacher, den künstlichen Igel in ein Systemtestprotokoll zu integrieren. Ansprechpartner dafür wäre das Europäische Komitee für elektrotechnische Normung (CENELEC), das in der europäischen Norm EN 50636-2-107 Anforderungen für batteriebetriebene Rasenroboter bündelt. Einem Qualitätssiegel für igelsichere Mäher würde man dadurch einen großen Schritt näherkommen. (sha@ct.de)