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Autonomes Fahren bedeutet grundsätzlich, dass das Auto selbstständig fahren kann. Selbstständig bedeutet, dass der Fahrer weder eingreifen, noch das Auto überwachen muss. Dies ist allerdings nach heutigem Stand der Technik noch eine Vision, denn obwohl beispielsweise in einigen amerikanischen Bundesstaaten autonome Fahrzeuge eine Strassenzulassung bekommen, muss stets ein entsprechend ausgebildeter Testfahrer am Steuer sitzen, um gegebenenfalls eingreifen zu können. Folgende Stufen der Automation werden nach heutigen Stand unterschieden:
Driver only (seit jeher): Fahren, wie man es von früher kennt. Das Auto verfügt über keinerlei Hilfsmittel, um den Fahrer zu unterstützen, weder bei normaler Fahrt, noch in kritischen Situationen.
Assistiert (ca. seit 2005): Das Auto ist in der Lage, den Fahrer vor gewissen Gefahren zu warnen. So piepst es beispielsweise, wenn man aus der Spur driftet oder eine Auffahrkollision droht. Allerdings ist das Auto nicht der der Lage, aktiv ins Fahrgeschehen einzugreifen.
Teilautomatisiert (Stand heute): Auf der Autobahn ist das Auto in der Lage, selbstständig zu lenken und einen definierten Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug zu halten. Bei Stop-and-Go Verkehr ist das Fahrzeug in der Lage, selbstständig dem vorausfahrenden Fahrzeug zu folgen, anzuhalten und wieder anzufahren. Der Fahrer muss allerdings die Hände stets am Lenkrad halten und den Verkehr beobachten. Zudem ist die Technik bei schlechten Bedingungen, etwa bei Schneefall, nicht zuverlässig.
In Gefahrensituationen, etwa bei einer drohenden Auffahrkollision, ist das Auto in der Lage, eine autonome Notbremsung durchzuführen, wenn der Fahrer nicht auf die vorhergegangenen Warnsignale reagiert. Zudem ist das Auto in der Lage von alleine einzuparkieren.
Hochautomatisiert (ca. ab 2020): Das Auto kann auf der Autobahn oder Überland komplett selbstständig fahren. Der Fahrer muss das Auto nicht mehr aktiv unter Kontrolle haben, er muss allerdings wachsam sein und den Verkehr sowie die Fahrt kontrollieren, falls das System aus irgendwelchen Gründen die autonome Fahrt nicht fortsetzen kann oder den Anschein macht, falsch zu reagieren.
Vollautomatisiert (ca. ab 2030): Das Auto kann die meisten Strecken alleine zurücklegen und der Fahrer kann sich anderen Tätigkeiten widmen. Er muss aber nach wie vor bereit sein, das Steuer zu übernehmen, sprich, er darf nicht schlafen oder angetrunken sein. Sollte der Fahrer das Steuer nicht übernehmen, muss das Auto in der Lage sein, selbstständig an einem geeigneten Ort anzuhalten und den Pannenblinker zu aktivieren.
Fahrerlos (Zukunftsvision): Das Auto kann komplett alleine fahren und muss nicht am Wohnort parkiert sein. Auf Abruf fährt es dann an den gewünschten Ort, um den Fahrer abzuholen. Während der Fahrt wird kein Fahrer mehr benötigt, er kann sich anderen Tätigkeiten zuwenden oder schlafen. Der Fahrer ist endgültig zum Passagier geworden.
Bereits heute können Autos mit der entsprechenden Ausstattung weit mehr als nur warnen. Nachfolgend eine Auflistung, welche (teilautonome) Technik heute in Serienmodellen erhältlich ist:
Adaptiver Tempomat: Eine elementare Funktion fürs autonome Fahren. Mittels Radar misst das Auto den Abstand zum Vordermann und hält einen definierten Abstand selbstständig ein. Eine Bremsung bis zum Stillstand ist möglich.
Lenk-Assistent: Ebenfalls elementar. Mittels einer Kamera hinter dem Innenspiegel werden Fahrbahnmarkierungen erkannt, woran das System sich orientiert. Sind keine Markierungen vorhanden, orientiert sich das System am Vordermann. Das Auto lenkt dann sanft mit, aber der Fahrer muss die Hände stets am Lenkrad halten.
Remote-Parking: Mittels Ultraschallsensoren misst das Auto im Vorbeifahren, ob die Parklücke gross genug ist. Ist das der Fall, kann der Fahrer aussteigen und das Auto parkiert völlig autonom ein. Anschliessend stellt es den Motor ab und verriegelt die Türen. Der Fahrer muss das Manöver jedoch beobachten, indem er auf einer entsprechenden Smartphone-App mit dem Finger kreisförmige Bewegungen ausführt. Stoppt er die Bewegung, stoppt das Auto umgehend das Manöver. Dies ersetzt quasi die Hände am Lenkrad. Gemäss heutiger Gesetzgebung muss der Fahrer das Auto nämlich stets überwachen. Alternativ kann man während dem Parkvorgang auch im Auto sitzen bleiben.
Tot-Winkel-Warner: Das Auto erkennt, wenn sich ein anderes Fahrzeug von schräg hinten annähert. Heute wird optisch sowie akustisch gewarnt und/oder ein Lenkimpuls gegeben. Das autonome Fahrzeuge benötigt diese Technik, um zu wissen, ob ein Spurwechsel gefahrlos möglich ist.
Stereokamera: Mittels zwei Kameras wird dem Auto dreidimensionales Sehen ermöglicht. Wichtig, um Fussgänger, Velofahrer und sonstige Hindernisse zu erkennen.
Notbremsassistent: Wird eine Gefahrensituation erkannt (zum Beispiel ein Kind auf der Strasse), ist das Auto in der Lage, eine autonome Notbremsung durchzuführen.
Stau-Assistent: Ein Vorgeschmack aufs autonome Fahren. Bis zu einer gewissen Geschwindigkeit kann das Auto völlig alleine Fahren, indem es dem vorausfahrenden Fahrzeug folgt. Der Fahrer muss weder bremsen, beschleunigen oder lenken, er muss nur die Hände am Lenkrad halten.
Die Bandbreite an Assistenzsystemen scheint ungeheuer kompliziert zu sein, geschweige denn ein autonomes Auto. Doch wenn man die Funktionsweise der verschiedenen Technologien einzeln betrachtet, erkennt man, dass die Technik gar nicht so kompliziert ist. Zudem ergibt sich das grosse Ganze, wenn man die einzelnen Puzzlestücke verstanden hat.
Nach den theoretischen Erläuterungen im Erklärvideo möchte ich anhand von zwei Serienmodellen – dem Infiniti Q50 und der Mercedes E-Klasse – demonstrieren, was heutige Autos bereits zu leisten vermögen. Der Infiniti ist zwar schon drei Jahre alt, trotzdem sind seine Assistenzsysteme nach wie vor sehr fortschrittlich. Zuerst möchte ich den Infiniti präsentieren.
Was gezeigt wurde, ist aber noch nicht alles, was heute geht. Die Mercedes E-Klasse zeigt eindrücklich, was aktuell wirklich State of the Art ist. Sie ist technisch so weit, dass ihr sogar die Gesetzgebung hinterherhinkt.
Die Videos mit den beiden Serienmodellen Infiniti Q50 und der Mercedes E-Klasse zeigen eindrücklich, dass bereits heute sehr fortschrittliche Fahrassistenzsysteme auf dem Markt sind, welche bereits teilautonome Fahrfunktionen ausüben. Der Autobahnpilot, welcher in wenigen Jahren in Serie erhältlich sein wird, ist nichts anderes, ausser mit dem Unterschied, dass es dann legal sein wird, das Lenkrad loszulassen.
In der nachfolgenden Tabelle ist aufgelistet, welche Hersteller am autonomen Auto forschen, um diese Technik später in Serienmodellen einsetzen zu können. Der grosse Unterschied zum Google-Auto ist, dass die klassischen Hersteller die Bedienelemente (Pedalerie und Lenkrad) stets verbauen werden und dem Kunden so die Wahl geben, ob er autonom oder selber fahren möchte.
|Pro||Kontra||Kein Kommentar|
|VW||Lotus||FCA (Umfasst die Marken Fiat, Abarth, Alfa Romeo, Lancia, Jeep und Chrysler)|
|Audi||Lamborghini||Suzuki|
|Skoda||Ferrari|
|Seat||McLaren|
|BMW||Bentley|
|Ford||Rolls-Royce|
|Kia||Aston Martin|
|Hyundai||Maserati|
|Jaguar||Mini|
|Land Rover||Koenigsegg|
|Infiniti||Subaru|
|Nissan||SsangYong|
|PSA (Umfasst die Marken Peugeot, Citroën und DS Automobiles||Bugatti|
|Mitsubishi||Mazda|
|General Motors (Umfasst die Marken Chevrolet, Opel und Cadillac)|
|Renault|
|Volvo|
|Tesla|
|Mercedes-Benz|
|Toyota|
|Lexus|
|Honda|
|Porsche|
Aus der Tabelle wird ersichtlich, dass fast alle grossen Hersteller mit dabei sind. Dabei macht das autonome Fahren auch bei Herstellern von Sportwagen keinen Halt, wie Porsche zeigt. «Für uns besteht die Aufgabe darin, über die Baureihen zu definieren, welche autonome Fahrfunktion zu welchem Modell passt – und welche nicht. Das werden im Elfer sicher weniger sein als etwa im Panamera. Entscheidend ist, das eine zu tun, ohne das andere zu lassen», erklärt Rolf Hartmann, Leiter Smart Mobility bei Porsche.
Was «das andere» sein soll, definiert Hartmann gleich selber: «Wir wollen dem Fahrer immer die Möglichkeit geben, auf Wunsch das Fahrzeug zu übernehmen und nach seinen Vorstellungen Fahrt aufzunehmen.» Porsche möchte also, wie die anderen auch, keineswegs Fahrspass wegnehmen, sondern die eintönigen, langweiligen und mühsamen Situationen (Stau, Parkieren, …) im Strassenverkehr angenehmer gestalten. Für Kunden, die maximale Verbundenheit zu ihrem Sportwagen wünschen, wird Porsche weiterhin ein manuelles Getriebe anbieten.
Ins gleiche Horn bläst Infiniti. Selbst für ambitionierte Fahrer sei das Fahren nicht immer eine spannende Beschäftigung. Autofahren kann langweilig und ermüdend sein und genau dort möchte Infiniti ansetzen, um den Fahrer zu entlasten. Jedoch möchte Infiniti keine vollautonomen Autos und schon gar keine fahrerlose Autos bauen. Der Fahrer bleibt somit für sein Auto verantwortlich. Im folgenden Video erklärt Eric Rigaux die Zukunftspläne von Infiniti.
Bei Mercedes werden vor allem Komfort und Sicherheit gross geschrieben. Die Idee von Mercedes ist es, das Fahren komfortabler zu machen, indem das Auto auf Wunsch die Kontrolle übernehmen kann. Das ist im Gegensatz zu Infiniti bis hin zu einem so hohen Automatisierungsgrad denkbar, dass sich der Fahrer dereinst nicht mehr auf die Strasse konzentrieren muss, wenn er die Kontrolle komplett abgibt. Mercedes möchte also durchaus autonome Autos bauen, während Infiniti die Autos «nur» automatisieren und den Fahrer im Zentrum behalten möchte.
Zudem sollen die Unfallzahlen sinken, wenn das Auto immer besser Gefahrensituationen erkennt (auch im manuellen Modus) und adäquat darauf reagieren kann. Mercedes möchte ausserdem auch das Carsharing komfortabler machen und Fahrzeuge in die Flotte aufnehmen, die auf Abruf selbstständig zum Kunden fahren können, sodass er sich nicht mehr selber zum Auto bemühen muss. Mercedes würde somit direkt Google konkurrenzieren.
Die Ansätze, welche die übrigen Hersteller verfolgen, die sich für autonome Autos einsetzen, sind ähnlich. Vereinfacht gesagt soll das Autofahren durch die Automatisierung dort komfortabler und sicherer werden, wo es ohnehin keinen Spass macht. Nichtsdestotrotz werden nicht alle Hersteller mit dieser Thematik warm. Insbesondere Hersteller von reinrassigen Sportwagen wie Ferrari, McLaren, Lamborghini oder Lotus würden nur schon aus Gewichtsgründen keine autonome Fahrtechnik in ihre Autos einbauen. Ausserdem sind diese Fahrzeuge häufig nicht das Alltagsfahrzeug um zu pendeln, sondern werden als Sonntagsfahrzeug bewegt.
Andere Hersteller wie SsangYong, Mazda oder Subaru greifen dieses Thema vorerst nicht auf und warten ab, wie sich das Ganze entwickelt. Fiat und Suzuki möchten sich leider nicht dazu äussern. Da jedoch Chrysler in den USA mit Google kooperiert und Fiat und Chrysler zum selben Konzern gehören, ist es naheliegend, dass der gesamte Konzern an dieser Technik arbeitet und sie in passenden Modellen anbieten wird.
Viele Hersteller arbeiten am autonomen Fahren und erste Serienmodelle können heute schon – mit permanenter Kontrolle des Fahrers – teilautonom fahren. Wie wird es in Zukunft weitergehen? Franz-Werner Mohn, ein sehr erfahrener Experte und Ingenieur bei Mercedes-Benz erläutert am Beispiel der aktuellen Mercedes E-Klasse sowie einem Forschungsfahrzeug, was heute schon geht und was noch nicht. Ausserdem erklärt er, warum vollautonome Prototypen buchstäblich meilenweit von der Serie entfernt sind.
Die Ausführungen von Entwicklungsingenieur Franz-Werner Mohn im Videointerview haben gezeigt, dass man technisch viel weiter ist, als es heutige Serienmodelle sind. Autonomes Fahren ist auch ausserhalb von Autobahnen möglich, jedoch befindet man sich derzeit noch im Entwicklungsstadium. Die Zuverlässigkeit von vollautonomen Fahrzeugen ist noch längst nicht hinreichend, ausserdem gilt es noch, rechtliche und ethische Fragestellungen zu klären, bevor der Fahrer sich während der Fahrt anderen Tätigkeiten zuwenden kann.
In der folgenden Tabelle möchte ich illustrieren, welche Technologie heute schon in der Serie verfügbar ist und welche sich noch im Entwicklungsstadium befindet.
|Technologie||Serie||Entwicklungsstadium|
|Abstandsmessung mittels Radar||✓|
|Abstandsmessung mittels Ultraschall||✓|
|3D-Abbild der Umgebung mittels Laser||✓|
|Aktive Spurführung auf der Autobahn||✓|
|Aktive Spurführung ausserhalb der Autobahn||✓|
|Autonomes Parkieren (mit Fahrerüberwachung)||✓|
|Autonome Parkplatzsuche (bsp. in einer Tiefgarage)||✓|
|Fussgängererkennung||✓|
|Autonome Notbremsung||✓|
|Erkennen von Tempolimits||✓|
|Erkennen von Verkehrszeichen (mehr als Tempolimits)||✓|
|Erkennen von Lichtsignalen||✓|
|Navigation mittels hochpräzisen Kartendaten||✓|
Obwohl noch viel zu tun ist, bis autonome Fahrtechnik sicher serienmässig im Alltag verfügbar sein kann, habe ich in der Fachliteratur einen sehr optimistischen Zeitplan entdeckt, den ich niemandem vorenthalten möchte. Die Autoren Johanning Volker und Roman Mildner des Buches «Car IT kompakt» geben einen – meiner Meinung nach – äusserst utopischen Ausblick in die Zukunft. Während ihre Prognosen anfangs noch realistisch anmuten, werden sie immer skuriller. Ich kann nur empfehlen, sich bis zum Jahr 2040 durchzuklicken…
Ich wage zu bezweifeln, dass es so schnell so weit kommen wird, wie es die beiden Experten schildern. Jedoch wird autonome Technik schon sehr bald in Serienautos implementiert werden können, da der Fahrer bis auf Weiteres das Auto überwachen muss, analog dem Autopiloten im Flugzeug. Wenn der Fahrer vom System gewarnt wird, dass es jetzt deaktiviert wird, muss der Autopilot auf der Strasse noch nicht so perfektioniert sein und jede Situation beherrschen. Er muss lediglich früh genung die Systemgrenzen erkennen und den Fahrer benachrichtigen. Dass jedoch dereinst konventionelles Fahren zu Gunsten von autonomen Fahren verboten wird, halte ich für völligen Quatsch.
Auch wenn einiges noch unklar ist – etwa, wie Car-to-Car Kommunikation funktionieren wird – sind sich Experten in vielen Punkten dennoch einig. An einem Kongress zum Thema «Fahrassistenzsysteme und Autonomes Fahren» in Deutschland haben Experten aus verschiedenen Bereichen interessante Vorträge gehalten. Die wichtigsten Statements möchte ich an dieser Stelle wiedergeben.
Darüber hinaus habe ich ein äusserst interessantes und unterhaltsames Gespräch mit Frank M. Rinderknecht, CEO und Gründer von Rinspeed, geführt. Der charismatische Visionär verfügt meiner Meinung nach über teils gewagte Vorstellungen, aber er erläutert sie mit einer derart gelassenen Selbstverständlichkeit, dass ich durchaus gewillt bin, ihm Glauben zu schenken. Schaut selber, was Frank M. Rindernecht für die Mobilität der Zukunft prophezeit.
Etwas, womit man sich gezwungenermassen ebenfalls auseinandersetzen muss, sind ethische Aspekte. Die kommen zwar erst zum Tragen, sobald Autos wirklich vollautonom fahren, dafür sind die Antworten auf die Fragen umso dringender. Wie soll das autonome Auto im Falle einer unausweichlichen Kollision reagieren? Darf ein Auto über Leben und Tod entscheiden? Die Antworten auf diese unangenehmen Fragen gibt Prof. Dr. Oliver Bendel, Wirtschaftsinformatiker, Philosoph und Spezialist für Maschinenethik.
Was die Industrie will, ist eine Sache. Wie Experten die Technik beurteilen, wiederum eine andere. Was jedoch schlussendlich wirklich zählt ist doch, ob wir, die Kunden der Autoindustrie, das autonome Fahren auch möchten? Wie stehen die Menschen heute der Technik gegenüber? Ist die Zeit schon reif für autonome Autos?
Um dies herauszufinden, habe ich Passanten unterschiedlichen Geschlechts und Alters befragt. Ich wollte wissen, wann sie schonmal autonom fahren wollten und wovon sie sich fürchten. Zu guter Letzt habe ich ihnen die beiden hier gezeigten Bilder eines Rinspeed Concept Car gezeigt und die Befragten gebeten, mir zu sagen, was sie davon halten und ob sie sich in so einem Auto wohlfühlen würden.
Die Antworten sind erstaunlich vielfältig. Gewisse Nennungen habe ich erwartet, andere wiederum kamen überraschend. Es lässt sich sagen, dass die Autoindustrie grundsätzlich auf dem richtigen Weg ist, aber sie muss noch einiges an Überzeugungs-, respektive Aufklärungsarbeit leisten.
Nebst der Strassen-Umfrage habe ich auch noch eine Online-Umfrage durchgeführt und ausgewertet. Was für Erfahrungen mit Assistenzsystemen haben die Befragten heute schon? Welchen Stand hat das Carsharing heute? Welche Bereitschaft fürs autonome Fahren haben die Befragten? Die teils erstaunlichen Feststellungen habe ich in einer Infografik festgehalten.
Hätte ich vor zehn Jahren rumerzählt, dass ich heutzutage mein Auto ferngesteuert – sprich: autonom – parkieren kann, hätten mich wahrscheinlich die Meisten für einen Spinner gehalten. Genauso verhält es sich aber mit dem autonomen Fahren. Heute scheint uns die Vorstellung surreal, vielleicht sogar beängstigend. Doch in zehn Jahren vermag so viel zu passieren, so viel wird sich verändern, auch in der Autoindustrie und beim Autofahren. Das autonome Auto wird jedoch nicht über Nacht über uns hereinbrechen. Die Fahrassistenzsysteme werden stetig weiterentwickelt werden, bis sie uns sukzessive die «Arbeit» abnehmen können.
Sie sollen uns die Arbeit jedoch nur dann abnehmen, wenn wir uns das wünschen. Niemand wird gezwungen werden, autonom zu fahren. Fahrerlose Autos werden noch etwas länger auf sich warten lassen, doch auch sie werden kommen, wenn ihre Zeit reif ist. Sie werden vor allem dem Carsharing zum grossen Durchbruch verhelfen. Da Carsharing insbesondere in urbanen Gegenden den Verkauf von Autos gefährdet, versuchen alle grossen Hersteller, im Geschäft vom Carsharing Fuss zu fassen. Die Hersteller verstehen sich in Zukunft nicht mehr nur als Autohersteller, sondern als Mobilitätsdienstleister.