Was ist Autonomes Fahren?

Autonomes Fahren klingt noch immer ein wenig nach Science Fiction. Das Auto fährt von selbst zum Ziel und man selbst kann es sich derweil gutgehen lassen. Da denkt man etwa an Spiele wie Cyberpunk 2077. Dort gibt es das Taxiunternehmen Delamain, das uns einen eben solchen KI-gesteuerten Fahrservice bietet.

Doch Fiktion ist das autonome Fahren schon längst nicht mehr. Neuere Autos bieten bereits ziemlich smarte Assistenzfunktionen, die uns beim Fahren unterstützten. Währenddessen drehen auch zahlreiche selbstständig fahrende Autos fleißig ihre Testrunden. Es ist an der Zeit, ein bisschen Licht ins Dickicht unserer Mobilitätszukunft zu bringen.

Wir erklären euch, welche Abstufungen des autonomen Fahrens existieren und wie der aktuelle Stand der Entwicklung ist. Außerdem gibt es einen Ausblick darauf, wo autonomes Fahren Einsatz finden wird. 

Was ist autonomes Fahren?

Unter Autonomen Fahren versteht man Autos, die einen völlig selbstständig von A nach B bringen. Es ist vergleichbar mit dem Autopiloten eines Flugzeugs. Dass der Autopilot fürs Auto länger auf sich warten lässt, liegt an der Komplexität des Verkehrs. Im Gegensatz zum Flugzeug gibt es im Straßenverkehr deutlich mehr Verkehrsteilnehmer. Das Fahrzeug muss auf andere Fahrzeuge und Fußgänger achten, sowie auf Ampeln, Verkehrsschilder und Straßenregeln. Außerdem muss es auch schnell reagieren können, wenn ein anderer Verkehrsteilnehmer sich eben nicht an diese Regeln hält.

In einem völlig autonomen Fahrzeug fällt der Fahrer komplett weg und ist ein ganz normaler Fahrgast. Er kann sich voll und ganz auf andere Tätigkeiten konzentrieren. Das Lesen eines Buches, das Schauen eines Filmes oder mobiles Arbeiten während der Fahrt ist damit möglich.

Es gibt bereits erste Fahrzeuge, die auf bestimmte Regionen beschränkt schon im realen Verkehr ohne Fahrer fahren dürfen. Trotzdem befindet sich die Technologie noch immer mitten in der Entwicklung und wird von mehreren Herstellern voran getrieben. Neben dem Ziel des tatsächlichen Roboter-Autos gibt es allerdings auch mehrere Zwischenstufen der Automatisierung.

Die fünf Stufen des autonomen Fahrens

Beim autonomen Fahren handelt es sich nicht nur um eine einfache ja/nein-Frage. Bis ein Auto wirklich eigenverantwortlich fährt, müssen hohe Anforderungen erfüllt werden. Dafür gibt es eine Unterteilung in fünf Stufen. Diese reichen von einfachen Assistenzfunktionen bis hin zum autonomen Auto, dass alle Verkehrrsituationen selbst bewältigt.

1.     Unterstütztes Fahren

Die Technologie greift unterstützend beim lenken, bremsen und beschleunigen ein. Die Kontrolle liegt trotzdem weiter beim Fahrer, der den Verkehr stets im Blick behalten muss. Der Fahrer haftet daher vollumfänglich für Unfälle und Verkehrsverstöße.

2.     Automatisiertes Fahren

Das System kann für speziell abgesteckte Fahrsituationen die Kontrolle übernehmen. Dazu gehört beispielsweise das Einparken. Der Fahrer muss weiterhin den Verkehr beobachten. Die Hände können nur für kurze Zeit vom Steuer genommen werden während des Manövers, müssen aber stets bereit sein, wieder die Kontrolle zu übernehmen.

3.     Hochautomatisiertes Fahren

Das Auto übernimmt nun bereits größere Fahraufgaben selbst und fordert dabei keine volle Aufmerksamkeit mehr. Der Fahrer darf währendessen also auf dem Handy spielen oder sich um die Kinder auf der Rückbank kümmern. Bei Aufforderung des Systems muss er aber bereits sein, innerhalb einer gewissen Zeit wieder selbst die Kontrolle zu übernehmen. Beispiele dafür sind etwa Stauassistenten, die im Stau bis zu einer gewissen Geschwindigkeit das Fahren übernehmen.

Die 3. Stufe gilt trotzdem als eine der schwierigsten, weil man sich genau auf der Grenze befindet, wo dem Fahrer nicht die volle Verantwortung trifft, die KI aber auch nicht völlig ausgereift ist.

4.     Vollautomatisiertes Fahren

Die 4. Stufe dürfte von den meisten bereits als autonomes Fahren wahrgenommen werden, da das Auto die Kontrolle vollständig übernimmt und auch ohne Insassen fahren darf. Als Fahrgast darf sich entsprechend ganz von dem Verkehr abwenden und sogar schlafen. Es sind einzelne Situationen möglich, die das Auto nicht selbstständig bewältigen kann. In diesem Fall kann der Fahrer die Kontrolle übernehmen. Andernfalls ist das Auto in der Lage, sich selbstständig in einen sicheren Zustand zu bringen. 

Der rechtliche Rahmen für das vollautomatisierte Fahren ist noch nicht final abgesteckt. Die Systeme sind aber so weit ausgereift, dass die Verantwortung für Unfälle im autonomen Betrieb nicht den Besitzer trifft.

5.     Autonomes Fahren

Die letzte Stufe perfektioniert das autonome Fahren und streicht den Fahrer komplett. Da das Auto vollumfänglich jede denkbare Fahrsituation meistern kann, fallen Lenkrad und Pedalerie weg. Es gibt nur noch Fahrgäste und keinen Fahrer.

Diese letzte Stufe profitiert von einem flächendeckendes 5G-Netzwerk, da das Auto nicht nur intern, sondern auch nach außen ständig Daten kommuniziert. Trotzdem muss das Fahrzeug auch bei Ausfall des Netzes in der Lage sein, zuverlässig zu fahren.

Aktueller Stand des Autonomen Fahrens

Roboter-Autos sind nicht so fern wie wir denken, aber auch nicht so nah, wie sie viele Hersteller gerne hätten. Zahlreiche große Unternehmen auf der ganzen Welt beschäftigen sich mit der Entwicklung und schließen sich dafür mitunter zusammen. Viele Technologie-Hersteller helfen dabei mit einzelnen Technologien und Start-Ups bringen immer wieder neue Impulse.

Aktuell sind es vor allem automatisierte Fahrzeuge der dritten und vierten Stufe, an denen entwickelt wird. Das völlig autonome Fahrzeug, dass komplett auf Fahrer verzichtet, ist dagegen noch in weiter Ferne.

Die Entwicklung des autonomen Fahrens könnte den Straßenverkehr aber auch abseits der Roboterautos sicherer machen. Man sammelt große Daten über den Verkehr und die Autos kommunizieren verstärkt untereinander oder auch mit Ampeln. Unser Artikel über Car-to-X zeigt die Vorteile, die entstehen, sobald genügend Autos mit entsprechender Technologie ausgestattet sind.

Wie gut die KI schon funktioniert, zeigt unter anderem ein Video des Technikportals „The Verge“ vom Dezember 2019. 

I took a ride in Waymo’s fully driverless car

Einsatzbereiche für Autonomes Fahren

Für den Privatgebrauch dürfen wir noch nicht so schnell mit selbstfahrenden Autos rechnen. Die Technik in einem Auto ist teuer. Dazu zählen nicht nur die zahlreichen Sensoren und Kameras, sondern auch die interne Verarbeitung der Daten, die viel Rechenpower benötigt. Dazu kommt aber auch, dass es gerade auch auf dem Land Straßen gibt, die mit aktuelle Autos noch vor kompliziertere Fahrsituationen stellt. Dagegen sind Straßen in Städten und Autobahnen zwar stärker befahren, dafür aber meist in besserem Zustand. Auch lassen sich dort besser Daten sammeln.

Die geschäftliche Nutzung von Autonomen Fahrzeugen wiegt die Mehrkosten auf, indem es den bezahlten Fahrer ersetzt. Früher oder später werden also zahlreiche Fahrerjobs dem technologischen Fortschritt zum Opfer fallen. Mögliche Bereiche die es treffen sind:

Personenbeförderung

Robotertaxis waren das erste „große Ding“ für das Autonome Fahren. Bereits in 2017 startete Waymo einen Testbetrieb in einem Vorort von Phoenix. Dieser war aber auch 400 zuvor ausgesuchte Nutzer beschränkt. Seit November 2019 läuft er mittlerweile erstmals ohne Sicherheitsfahrer und öffnet sich schrittweise weiter der Öffentlichkeit.

Doch es müssen nicht nur Taxis sein. Auch Busse sind wie geschaffen für den fahrerlosen Betrieb. Und wer denkt, dass hier nur die USA oder asiatische Länder dran sind, liegt falsch. Auch in Deutschland gibt es bereits einige Testbetriebe. So fährt der Kleinbus HEAT (Hamburg Electric Autonomous Transportation) auf einer kleinen Teststrecke in der Hamburger Hafencity. In der finalen Stufe soll der Bus dieses Jahr noch 5 Stationen anfahren. Zuletzt konnte man den Service bei bis zu 25 km/h Geschwindigkeit kostenlos ausprobieren.

CarSharing

Auch CarSharing profitiert durch die Möglichkeiten Autonomen Fahrens. So können sich die Fahrzeuge flexibel dem Bedarf anpassen und fahren dort hin, wo sie gebraucht werden. Ihr benötigt um 9 Uhr ein Auto vor eurem Haus? Lässt sich dann bequem buchen. Zu verkehrsschwachen Zeiten fahren verteilen sich die Fahrzeuge dann nach Bedarf neu oder fahren zur nächsten Ladestation um die Batterie aufzuladen.

Allerdings verschwimmt hier die Grenze zum Taxi. Ein völlig autonomes CarSharing-Fahrzeug ist am Ende auch nichts anderes als ein Taxi, da der Nutzer nur noch Fahrgast ist. Anders ist es, wenn die Möglichkeit zum Fahren trotzdem noch gegeben ist. Denn so praktisch es ist, andere Dinge während der Fahrt zu machen: Die Freude selbst zu fahren, lässt sich bestimmt nicht jeder nehmen.

Warenverkehr

Auch der Warenverkehr ist für Autonomes Fahren prädestiniert und bietet sogar noch stärkere Vorteile. So fällt der Faktor Müdigkeit weg, der Fahrer zu Pausen zwingt und bei weiten Strecken muss kein Fahrer zwischendurch irgendwo unterkommen. Als Vorstufe ist auch denkbar Lastwagen im Verbund fahren zu lassen. So müsste nur ein Fahrer fahren und weitere Lastwagen folgen automatisiert in einem Abstand, der deutlich Treibstoff spart.

Auch Post- und Paketdienstleister könnten die Wege bis zur Auslieferung so weiter automatisieren, sodass nur noch die endgültige Auslieferung an den Kunden mit Fahrer erfolgt. Außerdem lässt sich der Güterverkehr auch noch stärker in die Nach verlegen, um die Straßen am Tag zu entlasten.

Autonomes Fahren einfacher auf Schienen und in der Luft

Eigentlich mag man meinen, dass die Königsdisziplin des autonomen Fahrens in der Luft liegt. Immerhin tragen Piloten nochmal eine größere Verantwortung, weil jeder Absturz fatal ist. Trotzdem gibt es den Autopiloten in der Luftfahrt schon seit Ewigkeiten.

Allerdings gilt das vor allem für die Zeit, die das Flugzeug in der Luft verbringt. Einmal abgehoben, steuern die meiste Zeit Programme das Flugzeug und haben mittlerweile sogar teils die Befugnisse gegen den Piloten zu steuern. In der Luft hat das Flugzeug den Vorteil, dass alle Flugzeuge miteinander vernetzt sind und zusammen mit weiteren Daten Kurse festgelegt werden können, über die auch andere Flugzeuge Bescheid wissen.

Anders ist es beim Start und bei der Landung. Den Start übernimmt immer der Pilot und auch die meisten Landungen sind weiterhin Chefsache. Lediglich bei schlechtem Wetter übernimmt der Autopilot, weil die Sensoren dann besser „sehen“ können, als der Pilot. Dafür müssen aber die Flugzeugabstände zur Sicherheit größer sein – es können also weniger Flugzeuge im selben Zeitraum landen.

Auch auf Schienen ist das autonome Fahren im Vorteil. Das Fahrzeug kann nur vor oder zurück, haben klare Strecken und die Züge sind untereinander vernetzt. In vielen Städten gibt es bereits U-Bahnen, die ohne Fahrer auskommen. In Deutschland war Nürnberg Vorreiter. Die Züge sind dadurch sehr pünktlich und sparen durch optimiertes Beschleunigen und Bremsen weniger Energie.

In China gibt es außerdem auch eine Straßenbahn, die ohne Fahrer und sogar ohne Schienen auskommt, da die Strecke auf die Straße gemalt ist. Diese virtuellen Schienen ermöglichen eine flexiblere Streckenlegung der Straßenbahn, etwa bei Baustellen.

Neues Transportsystem: Diese Straßenbahn braucht keine Schienen

Moralisches Dilemma für Autonomes Fahren

Für die Sicherheit des Autonomen Fahrens steht es an erster Stelle, die Entstehung von Unfällen zu vermeiden. Mit zahlreichen Kameras, Sensoren und einer schnellen Reaktionszeit, können Roboterautos in Zukunft die Verkehrsunfälle stark reduzieren. Trotzdem kommt auch das smarteste Auto in Situationen, in denen ein Personenschaden unausweichlich ist. Der Mensch handelt in solchen Fällen instinktiv. Er entscheidet sich womöglich dafür, sich selbst zu opfern um andere zu retten.

Eine Künstliche Intelligenz analysiert die Situation und könnte anhand seiner Programmierung entscheiden, was das geringere Übel ist. Doch genau diese Entscheidung ist auch ein Problem. Darf eine KI Menschen einen unterschiedlichen Wert beimessen und entscheiden, wessen Leben in diesem Moment weniger wert ist?

Keine Science Fiction mehr

Autonomes Fahren ist mittlerweile keine Science Fiction mehr. Auf den Schienen hat es bereits viele Großstädte erreicht und auf den Straßen laufen schon erste Testbetriebe. Nicht nur in den USA und in China fahren die ersten Autos ohne Fahrer, sondern auch in Deutschland gibt es erste Pilotprojekte.

Wie bei vielen Entwicklungen sind die letzten Schritte aber die schwersten. Die Roboterautos brauchen noch Jahre, bis sie mit wirklich jeder denkbaren Situation im Straßenverkehr selbst fertig werden.

Die Technologie ersetzt höchstwahrscheinlich auch viele Jobs im Personen- und Warenverkehr und hat damit auch seine Schattenseiten. In der Privatnutzung wird der Umstieg dagegen langsamer verlaufen. Für viele Autofahrer sind die zusätzlichen Anschaffungskosten einfach zu hoch. Außerdem wird nicht jeder darauf verzichten wollen, selbst zu Fahren. Für viele ist Autofahren dann doch mehr, als nur ein Mittel um von A nach B zu kommen.

 

 

 

 

Stefan Reismann

Das Internet ist sein Zuhause, die Gaming-Welt sein Wohnzimmer. Der Multifunktions-Nerd machte eine Ausbildung zum Programmierer, entdeckte dann aber vor allem die inhaltliche Seite für sich. Nun schreibt er für die Netzpiloten und betreibt nebenher einen Let's Play-Kanal, auf dem reichlich gedaddelt wird.


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