SZ-Serie "Ein Anruf bei": In zehn Sekunden zum Bäcker

Der US-Forscher David Braun möchte Menschen schneller machen: mit einem programmierbaren Laufschuh, der seinen Träger auf bis zu 80 Kilometer pro Stunde bringen könnte.

Im Finale des 100-Meter-Laufs bei den Olympischen Spielen in Peking 2008 verbesserte Usain Bolt nicht nur seine eigene Weltbestmarke über diese Distanz. Er erreichte auch eine Spitzengeschwindigkeit von 43,9 Kilometern pro Stunde - der Jamaikaner gilt damit als schnellster Mann der Welt. Bisher. Denn eine Forschungsgruppe der Vanderbilt University in Nashville im US-Bundesstaat Tennessee arbeitet an einem Schuh, der neue Rennrekorde erlauben soll. David Braun, Assistenz-Professor für Maschinenbau und Technische Informatik, erklärt, wie er auf die Idee kam, einen Menschen mit Tempo 80 rennen zu lassen.

SZ: Mr. Braun, wie schnell sind Sie auf hundert Meter?

David Braun: Ich bin kein Sprinter, ich bin Jogger. Ich bin schon Marathons gelaufen, aber auf hundert Meter bin ich wahrscheinlich sehr durchschnittlich.

Ihre Forschung zeigt, dass Menschen theoretisch bis zu 80 km/h schnell laufen können müssten.

Der Ausgangspunkt unserer Forschung war die Frage: Warum ist die Höchstgeschwindigkeit auf dem Fahrrad etwa doppelt so hoch wie beim Rennen? In beiden Fällen ist der Motor schließlich der Mensch. Und wenn Sie an die ersten Fahrräder denken, die Mitte des 18. Jahrhunderts entstanden sind - das waren Laufräder. Es gab noch keine Pedale, die Füße haben den Boden berührt. Heute liegt die Topgeschwindigkeit auf dem Fahrrad bei etwa 80 Kilometern pro Stunde, die des schnellsten Menschen der Welt bei knapp 44.

Wie ist der Unterschied zu erklären?

Gehen wir zurück zu unseren ersten Laufrädern: Die boten schon den Vorteil, dass die Räder Stöße und Energieverluste abgemildert haben, die entstehen, wenn die Füße in Kontakt mit dem Boden kommen. Aber entscheidend war die Erfindung der Pedal-Logik - erst dadurch wurde ein Geschwindigkeitsvorteil gegenüber dem Rennen erreicht. Die Pedale ermöglichen eine kontinuierliche Bewegung der Beine. Die Beine sind die ganze Zeit gebeugt und treiben den Körper nach vorne. Beim Rennen dagegen sind die Beine nutzlos, während sie in der Luft sind. Um es in Prozentzahlen ausdrücken: Der schnellste Mensch der Welt kann seine Beine in 20 Prozent der Zeit nutzen, beim Fahrradfahren liegen wir bei 100 Prozent.

An dieser Stelle setzt Ihre Erfindung an?

Wir wollen die Mechanik des Fahrradfahrens auf das Laufen übertragen. Aktuell entwickeln wir den Prototyp. Über eine programmierbare Feder sorgen wir dafür, dass die Beine auch in der Luft arbeiten können. Die entstehende Energie wird gesammelt und in dem Moment freigegeben, wenn die Füße den Boden berühren. Für den Anfang stelle ich mir eine Art Außenskelett vor - also Schienen, die um die Beine geschnallt werden. Aber langfristig ist die Idee, das System so weit zu verkleinern, dass es in einen Schuh passt.

Ich renne also mit 80 km/h - wie bremse ich ab?

Genauso wie Sie beim normalen Rennen bremsen würden: Indem Sie mit dem Oberkörper zurückgehen und Ihre Beine langsamer bewegen. Vorstellbar ist, eine Art Gangschaltung einzubauen - das hoch und runter Schalten könnte entweder über ein Armband mit einer Fingerbewegung aktiviert werden oder vollautomatisch ablaufen. Aber natürlich wird man lernen müssen mit diesen Schuhen zu rennen, genauso wie jedes Kind das Fahrradfahren erst lernen muss. Die Kräfte, die auf den Körper wirken, sind gewaltiger. Und der einzelne Schritt wird größer: Sie werden vermutlich ein bisschen höher in der Luft stehen und ein Stückchen weiter nach vorne getrieben werden. Aber das Beispiel der Schlittschuhe zeigt uns, dass es gehen kann.

Wie meinen Sie das?

Schlittschuhe haben eine ganz neue Form der Bewegung geschaffen. Schlittschuhlaufen ist nicht wie Rennen. Die besten Eisschnellläufer können 15 Meter in der Sekunde zurücklegen - der Mensch ist also grundsätzlich in der Lage, solche Apparate zu nutzen.

Sie sehen als möglichen Einsatzbereich für Ihre Schuhe die Polizeiarbeit.

Ein Nachteil des Fahrrads ist, dass es nicht wirklich für die Stadt geeignet ist. Was, wenn ein Flüchtiger eine Treppe hoch rennt? Oder über eine unebene Wiese im Stadtpark sprintet? Hier könnte unser Schuh den Beamten einen Vorteil verschaffen - den er soll unabhängig vom Gelände einsetzbar sein. Er wird allerdings nie eine gewisse Grundfitness ersetzen können.

Man muss sportlich sein, um ihn tragen zu können?

Der Motor ist ja immer noch der Mensch. Unser Schuh ersetzt nicht Muskelkraft, sondern nutzt sie effektiver, als es unser Körper allein kann. Die 80 Kilometer pro Stunde wird deshalb auch nur ein Usain Bolt erreichen können.

Wie lange wird es dauern, bis wir Ihren Schuh überall kaufen können?

Von der Erfindung des Laufrads bis zum Rennrad hat es 150 Jahre gedauert. So lange werden wir hoffentlich nicht brauchen.