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Damit autonome und manuell gelenkte Fahrzeuge im Zuge des Mobilitätswandels gemeinsam das Strassennetz nutzen können, untersuchen Forschende die Möglichkeit, die fahrerlosen Gefährte in Kolonne fahren zu lassen. Ein erfolgreicher Test dafür gelang bereits in Australien: Ein normal gelenkter Lastwagen fuhr vorneweg, und es folgte eine Reihe fahrerloser Lastenschlepper mit konstanter Geschwindigkeit und in regelmässigen Abständen.
Allerdings verhält sich ein solcher «Entenmarsch» aus autonomen Fahrzeugen wie ein unflexibler Block und lässt sich nur bis zu einer gewissen Anzahl Gefährte gut kontrollieren. Im Rahmen des europäischen Projekts «AutoNet2030» haben Forschende der ETH Lausanne (EPFL) daher eine neue Software entwickelt, die die Kolonne mehr zu einer Art Schwarm werden lässt, wie die Hochschule am Montag mitteilte.
Zusammenhalt ohne Anführer
Dabei gebe es keinen «Anführer» der Kolonne mehr, da jedes Gefährt seine Umgebung mit Sensoren und GPS erfasst und diese Daten mit den umliegenden Fahrzeugen austauscht, schrieb die EPFL. Dadurch kann jedes einzelne Fahrzeug unabhängig seine Geschwindigkeit und Position im «Schwarm» anpassen.
Das erlaubt der Wagenkolonne, auf mehreren Spuren einer Autobahn verteilt unterwegs sein und sich neu zu organisieren, sobald ein Fahrzeug - egal ob autonom oder manuell gesteuert - dazustösst oder den Konvoi verlässt. Auch an andere Gegebenheiten wie Spurwechsel und Tempolimite passt sich der Konvoi ständig in Echtzeit an.
Kontrollalgorithmus
«Wir arbeiten seit etwa zehn Jahren an dieser Art von verteiltem Kontrollalgorithmus. » sagte Alcherio Martinoli von der EPFL gemäss der Mitteilung. «Grob zusammengefasst besteht die Idee darin, Akteure (Roboter oder Fahrzeuge), die individuell nicht unbedingt sehr schlau sind, kooperieren zu lassen, um ein komplexes allgemeines Verhalten zu bekommen.»
Zunächst liessen die EPFL-Forschenden mit ihrem Algorithmus Roboter in Simulation zusammenarbeiten, später testeten sie ihn an echten Mini-Robotern. Dann entwickelten sie ihn für Fahrzeuge im Simulator weiter, bevor sie für das AutoNet2030-Projekt zu echten Wagen übergingen.
Gemischte Kolonne
Ende Oktober 2016 fand dann in Schweden die Probe aufs Exempel statt, wie die EPFL mitteilte: Auf einer Teststrecke liessen die Forschenden einen automatisierten Lastwagen, einen autonom fahrenden und einen manuell gesteuerte Personenwagen zusammen fahren. Die Forschenden rüsteten das nicht-automatisierte Auto dabei mit GPS und Laser-Sensoren, sowie mit einer Mensch-Maschinen-Schnittstelle aus, die dem Fahrer Anweisungen vermittelte, wie er sich in die Kolonne einfügen solle.
«Auch, wenn es mit drei Fahrzeugen nicht besonders spektakulär ist, konnten wir zum ersten Mal beweisen, was wir in der Simulation bestätigt hatten. Ausserdem hat die Anzahl der Fahrzeuge in der Kolonne keinen Einfluss auf die Komplexität der Kontrolle», so Martinoli. Bisher handle es sich nur um einen Machbarkeitsnachweis, fügte Guillaume Jornod von der EPFL hinzu, der die Tests durchführte. Die Forschenden hoffen jedoch, dass sich mit der Weiterentwicklung des autonomen Fahrens und des «Internets der Dinge» solche Systeme für mehrspuriges Fahren in gemischten Kolonnen in den kommenden Jahren für den Alltagsgebrauch verwirklichen lassen.
Für das EU-finanzierte Projekt arbeiteten die EPFL-Forschenden mit Kollegen aus Griechenland, Ungarn, Deutschland, Italien, Frankreich und Schweden zusammen.