Autonomous vehicles: Overcoming prejudices and promoting autonomous driving technologies

Von Mark Patrick, Mouser Electronics.

Autonomes Fahren (Quelle: Mouser)

Inhalte dieser Blog-Serie

• Neue Technologien für autonome Fahrzeuge revolutionieren den Automotive-Sektor
• Vorurteile überwinden und Technologien für autonomes Fahren fördern
• Autonome Fahrzeuge: Die wichtigsten Meilensteine
• Sensortechnologien für autonome Fahrzeuge
• Zeitkritische Daten für autonome Fahrzeuge durch V2V und V2I
• Schaffung eines ethischen Rahmens für autonome Fahrzeuge

In den letzten zehn Jahren hat sich die Automobilindustrie stark verändert. Durch die Abkehr von fossilen Brennstoffen für Verbrennungsmotoren und die Umstellung auf batteriebetriebene Elektrofahrzeuge haben sich die Branche und unsere Gesellschaft grundlegend verändert. Bei diesem Wandel spielt die Technologie eine entscheidende Rolle. So gibt es zum Beispiel immer leistungsfähigere Batteriesysteme und fortschrittliche Fahrerassistenzsysteme (FAS), die das Fahren sicherer machen. Dazu gehören auch Strategien zur Gewichtsreduzierung wie zonale Architekturen für die Vernetzung im Fahrzeug und elektrische (x-by-wire) Lenkung.

Auch die gesellschaftliche Einstellung zum Fahrzeugbesitz ändert sich. Warum sollte man ein Auto kaufen, das ein teures Investitionsgut ist und laufende Kosten verursacht, wenn neue Transportmethoden wie Mobility-as-a-Service (MaaS) verfügbar sind? Mit dem „On-demand“-Konzept für autonome Fahrzeuge stellt sich die Frage, wer in Zukunft für das Fahren von Autos verantwortlich sein wird und wem sie gehören werden.

Das autonome Fahren gewinnt immer mehr an Bedeutung. Dabei sind Fahrerassistenzsysteme mit ihren umfangreichen Funktionen der erste Schritt in Richtung völliger Autonomie, unabhängig davon, ob das Fahrzeug von einem Verbrennungs- oder einem Elektromotor angetrieben wird. Je besser das Fahrzeug sich selbst steuern kann und schließlich autonom fährt, desto geringer wird der Bedarf an einem menschlichen Fahrer.

Doch abgesehen von den faszinierenden technologischen Fortschritten stößt die Vorstellung, dass auf unseren Straßen selbstfahrende Fahrzeuge unterwegs sein werden, noch nicht auf breite Akzeptanz. Das Vertrauen in die zugrundeliegenden Technologien ist in der Gesellschaft sehr unterschiedlich ausgeprägt, ebenso wie die Bedenken, wie die Sicherheit bei einem hohen Unfallrisiko priorisiert wird.

Intelligente Fahrzeuge entwickeln
Der entscheidende technologische Vorteil von autonomen Fahrzeugen gegenüber menschlichen Fahrern ist die Vernetzung. Durch die Kommunikation mit anderen Verkehrsteilnehmern über die lokale Infrastruktur oder cloudbasierte Systeme können unsere Straßennetze sicherer werden. So lassen sich in Ballungsräumen durch die Anbindung an ein Verkehrsmanagementsystem die Sicherheit weiter erhöhen, Staus reduzieren und die Umweltverschmutzung verringern. Außerdem kann eine Verkehrsmanagement-Infrastruktur vorübergehende Straßensperrungen oder Behinderungen melden, sodass im Voraus alternative Routen festgelegt werden, um den Verkehrsfluss aufrechtzuerhalten.

Menschliche Fahrer haben jedoch eine Fähigkeit, die sich mit maschinell lernenden neuronalen Netzen nur schwer umsetzen lässt: die „Verhaltensetikette“ im Straßenverkehr. Mithilfe von Sensoren und Cloud-Konnektivität können automatisierte Systeme viele Fakten über den umgebenden Verkehr ermitteln, z. B. die momentane Position, Geschwindigkeit und Fahrtrichtung. Sie können jedoch nicht die Absichten eines Fahrers vorhersagen. So unterscheidet sich das Fahren in der Stadt wesentlich vom Fahren in ländlichen Gegenden – und menschliche Fahrer passen sich entsprechend an.

Beim Navigieren in einer belebten Stadt kann es zu häufigen Fahrspurwechseln kommen, für die menschliche Fahrer manchmal durchsetzungsfähig sein müssen, um sie zu erreichen. Ein autonomes Fahrzeug hingegen könnte ein solches Manöver für gefährlich halten. Einige menschliche Fahrer sind höflich und bremsen ab, um ein Fahrzeug vor ihnen einfädeln zu lassen, andere vielleicht nicht. Die Verhaltensweisen von Autofahrern sind weltweit unterschiedlich, daher müssen autonome Fahrzeuge lernen, Situationen einzuschätzen und bei Bedarf ein kalkuliertes Risiko einzugehen, um die Spur zu wechseln.

Die Konnektivität zwischen autonomen Fahrzeugen lässt sich so weit entwickeln, dass sie solche Situationen mithilfe eines Standard-Warteschlangenalgorithmus lösen können, was bei menschlichen Fahrern hingegen nicht möglich wäre. Die Wahrscheinlichkeit, dass es zu Zusammenstößen zwischen einem autonomen Fahrzeug und einem menschlichen Fahrer kommt, wird leider noch eine Weile bestehen. Durch eine Weiterentwicklung von Fahrerassistenzsystemen kann der menschliche Fahrer aber zumindest über die Absichten des autonomen Fahrzeugs informiert werden.



Automatische Scheinwerfer (Quelle: Mouser)

Konflikte zwischen menschlichen Fahrern und autonomen Fahrzeugen vermeiden
Untersuchungen haben ergeben, dass menschliche Fahrer bei der Begegnung mit einem autonomen Fahrzeug von ihrem normalen Verhalten im Straßenverkehr und ihrer Höflichkeit abweichen, weniger tolerant sind und aggressiver fahren. Es gibt keine eindeutige Erklärung, warum das so ist. Möglicherweise liegt es daran, dass es derzeit nur wenige autonome Fahrzeuge in der Erprobung gibt. Oder gibt es etwas Grundsätzlicheres im menschlichen Verhalten, das weiter untersucht werden muss? Manche Menschen, die beruflich Auto fahren, wie z. B. Taxifahrer und Busfahrer, sehen ihre Einkommensquelle durch autonome Fahrzeuge bedroht.

Es gibt auch Fälle, in denen Menschen so viel Angst vor autonomen Fahrzeugen haben, dass sie auf sie schießen. Solche Verhaltensänderungen sind vielleicht nur eine vorübergehende Erscheinung, aber sie könnten auch ein Zeichen dafür sein, dass sich die Umgangsformen im Straßenverkehr langfristig ändern werden. Doch wie in allen Lebensbereichen kann es auch hier schwierig sein, Veränderungen zu akzeptieren. Und möglicherweise war die Annahme, dass die Gesellschaft autonome Fahrzeuge vollständig akzeptieren wird, von Anfang an ein Trugschluss. Das Alter und weitere soziale Faktoren haben Einfluss darauf, wer eher bereit ist, autonome Fahrzeuge zu akzeptieren.

Personen, die noch relativ neu im Straßenverkehr sind, werden autonome Fahrzeuge wahrscheinlich eher akzeptieren als erfahrenere Fahrer. In Europa gibt es bereits einige Initiativen, mit denen die Akzeptanz der Gesellschaft für die Vorteile von autonomen Fahrzeugen und die Verbesserung der Verkehrssicherheit erhöht werden soll.

Ich sehe dich, du siehst mich
Autonome Fahrzeuge verlassen sich bei der Navigation vor allem auf neuronale Netze, die mithilfe von Deep Learning arbeiten. Anhand mehrerer Sensoren (RADAR, LiDAR, Video) erkennen sie durch maschinelle Lernalgorithmen, ob die Straße vor ihnen frei von Hindernissen ist. Diese Machine-Learning-Systeme treffen auch Entscheidungen, wenn es zu einem Unfall mit Todesfolge kommt. Doch der Gedanke, die Sicherheit von Menschenleben an Maschinen zu delegieren, hat verständlicherweise zu heftigen Reaktionen auf die Technologie geführt, die unsere Straßen sicherer machen soll.

Die Übertragung der Verantwortung an neuronale Netze ist ein kompliziertes rechtliches Minenfeld. Es sind nicht nur die Systeme des Fahrzeugs selbst, die diese Entscheidung beeinflussen. Auch die Kommunikation und Interaktion mit anderen Fahrzeugen, das Verkehrsmanagement in der Stadt und die Einhaltung der (von Menschen geschaffenen) elektronischen Verkehrssicherheitsregeln beeinflussen die Entscheidungen des Fahrzeugs und das Risiko für Menschenleben. Zudem machen das Wetter, Fußgänger und die Straßenverhältnisse das gesamte System zu einer komplexen Herausforderung.

Wie schon das bekannte Sprichwort „Rom wurde nicht an einem Tag erbaut“ besagt, braucht es auch bei autonomen Fahrzeugen Zeit, um extrem zuverlässige Systeme zu entwickeln, auf die Bedenken der Gesellschaft einzugehen und einen rechtlichen Rahmen zu schaffen. Im nächsten Blog-Beitrag dieser Reihe untersuchen wir den Weg von Fahrerassistenzsystemen zur vollständigen Autonomie des Fahrzeugs.

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