Autonomes Fahren: Entwicklung, Technik, Zukunft – der Weg vom Assistenten zum selbstfahrenden Auto
Der Traum vom selbstfahrenden Auto existiert schon lange. Doch der Weg zum autonomen Fahren birgt viele Herausforderungen – sowohl technisch als auch was Fragen bezüglich der Ethik angeht.
- Die Geschichte des selbstfahrenden Autos beginnt mit den ersten Assistenzsystem
- Experten unterscheiden fünf Stufen des autonomen Fahrens
- Autonome Fahrzeuge werfen vor allem Fragen beim Thema Ethik auf
Der Weg zum vollkommen autonomen fahrenden Auto ist lang. Die Entwicklung vollzieht sich in einzelnen Schritten – man spricht von den fünf Stufen – oder Level – des autonomen Fahrens. Level 1 des autonomen Fahrens beschreibt die Assistenzsysteme, zu denen der Spurhalteassistent oder die Abstandsregelung beim Tempomat zählen. Für etwaige Verstöße oder Schäden kann der Fahrer zur Rechenschaft gezogen werden. Das teilautomatisierte Fahren fällt unter Level 2. Das Fahrzeug muss nach wie vor vom Menschen gesteuert werden, kann jedoch bestimmte Aufgaben selbstständig ausführen. Dazu gehören das Einparken sowie die Kombination mehrerer Funktionen des ersten Levels. Auch hier kann der Fahrer für Verkehrsverstöße belangt werden und muss jederzeit in der Lage sein, in das Geschehen einzugreifen.
Level 3 des autonomen Fahrens erlaubt dem Fahrer, sich vom Steuern zurückzuziehen. Er muss den Befehlen des Systems aber sofort Folge leisten. Vor allem auf Autobahnen ist diese Technik bereits anwendbar. Level 4 und 5 gehören zum vollautomatisierten Fahren. Während sich bei Level 4 noch ein Fahrer im Auto befindet, gelten bei Level 5 alle Mitfahrenden als Passagiere und haften daher auch nicht für Unfälle oder Verstöße. Bei beiden Stufen gibt es neben nicht geklärten ethischen Fragen auch rechtliche Unbestimmtheiten hinsichtlich der Schadenshaftung.
Autonomes Fahren: die Anfänge mit den ersten Assistenzsystemen
Die Geschichte des autonomen Fahrens beginnt schon gegen Ende des Zweiten Weltkriegs: Zu diesem Zeitpunkt erfolgte die Entwicklung des ersten Fahrassistenten durch den blinden Ingenieur Ralph Teetor (91, † 1982), wenngleich dieser erst 1958 in Fahrzeugen verbaut wurde: der Tempomat. Ralph Teetor war langjähriger Präsident des Automobilteileherstellers The Perfect Circle Co. (Hagerstown, Indiana, USA), der 2007 (als Teil der Dana Holding Corporation) an den Stuttgarter Autozulieferer Mahle verkauft wurde.
Rund 20 Jahre später, im Jahr 1977, entwickelte das Ingenieurbüro Tsukubas Mechanical Engineering Laboratory um den Ingenieur Sadayuki Tsugawa das erste selbstfahrende Auto in der Geschichte des autonomen Fahrens. Mit Hilfe zweier Kameras konnte sich das Auto an den weißen Begrenzungslinien der Straße orientieren und eine Distanz von 50 Metern bei 30 Kilometern pro Stunde überwinden.
Als ein weiterer Wegbereiter des autonomen Fahrens ist Ernst Dickmanns (84) zu nennen. In den 1980er-Jahren entwickelte Dickmanns mit seiner Forschungsgruppe an der Universität der Bundeswehr in München das erste Roboterauto, das Versuchsfahrzeug für autonome Mobilität und Rechnersehen, kurz „VaMoRs“. Ab 1987 erforschte die Europäische Union im Rahmen des EUREKA Prometheus-Projekts das selbstfahrende Auto. Auch Ernst Dickmanns war Teil von Prometheus.
Autonomes Fahren: Daimler baut robotergesteuerte Fahrzeuge
Im Prometheus-Projekt gingen aus der Zusammenarbeit zwischen Daimler und der Universität der Bundeswehr München zwei robotergesteuerte Pkw hervor: VaMP und Vita II. Sie konnten die folgenden Funktionen ausführen:
- Tracking anderer Fahrzeuge
- Spur halten und Spur wechseln
- Überholen langsamerer Fahrzeuge
- Im Konvoi fahren
Bei einer Fahrt über rund 1000 Kilometer nach Paris mit einer Geschwindigkeit von bis zu 130 Kilometern pro Stunde schrieb das Fahrzeug Geschichte. In einer weiteren Testfahrt im Jahr 1995 fuhr das VaMP über 1.678 Kilometer von München nach Odense in Dänemark und wieder zurück. Rund 95 Prozent der gesamten Reise legte das Auto ohne menschlichen Eingriff zurück und beschleunigte dabei auf bis zu 178 Kilometer pro Stunde. Ein Beifahrer überwachte die Fahrt.
Mit „ALVINN“ (Autonomous Land Vehicle In a Neural Network) begannen zunehmend neuronale Netze die Steuerung von Autos zu übernehmen. Konstruiert wurde „ALVINN“ an der Carnegie Mellon Universität in Pennsylvania. Eine verlängerte Testfahrt durch Amerika stellte 1995 die Verlässlichkeit erneut unter Beweis. Lediglich Gas und Bremse wurden vom Fahrer bedient, ansonsten fuhr das Auto autonom.
Autonomes Fahren: Impulse aus Italien und den USA
Ein neuer Impuls in der Geschichte des autonomen Fahrens kam 1996 aus Italien. An der Universität von Parma stieß Professor Alberto Broggi (53) das Projekt „ARGO“ an. Der Lancia Thema folgte mittels zweier Schwarz-Weiß-Kameras dem Straßenverlauf und erreichte bis zu 90 Kilometer pro Stunde. Die 2000 Kilometer lange Strecke durch Norditalien legte das selbstfahrende Auto nahezu vollständig im vollautomatischen Modus zurück. Dabei erzeugten die beiden Kameras mit Hilfe von Algorithmen eine stereoskopische Sicht und ermöglichten so die Steuerung des Fahrzeugs.
Mit den DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) Challenges in den USA wurde die Entwicklung selbstfahrender Autos zum Wettbewerb. 2004 fand die DARPA zum ersten Mal statt. Die Strecke führte rund 80 Kilometer durch die Mojave-Wüste Kaliforniens. Keines der Autos erreichte die Ziellinie. 2005 beendeten vier Fahrzeuge die Challenge, es gewann ein VW-Touareg der Stanford Universität.
Mit der Urban Challenge im Jahr 2007 mussten die autonomen Fahrzeuge erstmals eine Distanz durch eine eigens dafür gebaute Stadt zurücklegen.
Die Zukunft des autonomen Fahrens – Pro und Contra
Prognosen zufolge wird der Markt für selbstfahrende Autos bis 2030 deutlich wachsen. Aktien in diesem Bereich wird ein hohes Potenzial bescheinigt – autonomes Fahren gilt als einer der Megatrends unter Experten, das sich auch auf den Transport auswirkt. So sieht Daimler autonom fahrende LKW als das Transportmittel von morgen an.
Die Entwicklung solcher Fahrzeuge bietet eine Reihe an Vorteilen. Zu ihnen gehören:
- frei nutzbare Zeit für den Passagier
- geringere Umweltbelastung durch optimierten Verkehrsfluss
- höhere Sicherheit und weniger Unfälle
Die Zukunft des autonomen Fahrens hängt maßgeblich davon ab, inwieweit Fragen der Ethik geklärt werden können. Dem Ethik-Rat obliegt es dabei vor allem, festzustellen, wie viel Abhängigkeit von Systemen durch die Gesellschaft in Kauf genommen werden kann. Vor diesem Hintergrund gelten Probleme wie auftretende System- oder Software-Fehler als entscheidend. Die für Deutschland zuständige Ethik-Kommission „Automatisiertes und Vernetztes Fahren“ ist für die Erarbeitung ethischer Leitlinien zuständig.
Autonomes Fahren: daran arbeiten Tesla, Apple, Audi, BMW und Daimler
Der Autobauer Mercedes-Benz, Waymo (eine Google-Tochter), Tesla und Apple arbeiten alle an der Technik des autonomen Fahren. Mit der Vorstellung des Audi A8 im Jahr 2017 verkündete Audi in das autonome Fahren nach Level 3 einsteigen zu wollen – im Einsatz ist die Technik allerdings bis heute nicht. Daimler verkündete ab 2020 auf Level 3 autonom fahren zu wollen, BMW ab 2021. Level 3 ist nach dem deutschen Gesetz an strikte Rahmenbedingungen gebunden. Technologie-Giganten wie Apple forschen seit vielen Jahren an der Entwicklung selbstfahrender Autos. Apple besitzt eine autonome Testflotte, wie der Stand des Projekts „Titan“ allerdings wirklich ist, darüber gibt es keine Informationen.
Auch der Fahrdienstleister Uber arbeitet am autonomen Fahren. Mit dem Uber-Volvo CX90 ist das erste Modell auf dem Markt, das mittels Uber-Fahrsystem selbständig fahren kann und eine autonom agierende Mitfahrgelegenheit bietet. Die beiden Unternehmen hatten das Uber-Robotertaxi im Jahr 2019 der Öffentlichkeit präsentiert.
Neben Uber kann die Google-Tochter Waymo mit Robotertaxis Erfolge vorweisen: Im ersten Monat kamen die mit Autopilot fahrenden Autos auf 4.678 Fahrten. Das Unternehmen testet seine Autos in Arizona bereits seit 2017. Insbesondere im Hinblick auf den öffentlichen Nahverkehr schreitet die Entwicklung kontinuierlich voran.