Autonomes Fahren gestaltet die Mobilität der Zukunft 

Bad Birnbach in Niederbayern. Eine Marktgemeinde mit rund 6000 Einwohner:innen, einer berühmten Therme und dem typisch bayerischen Kirchturm mitten im Dorf. Nichts Besonderes, oder? Aber durch die engen Sträßchen fährt ein kleiner knallroter Bus ohne Fahrer:in. In Sachen autonomes Fahren hat der kleine Ort die Nase ganz weit vorne. Seit 2017 wird der Bus hier getestet – damals als erster seiner Art in Deutschland. Inzwischen fahren vier davon täglich 20 Haltestellen an. Und zwar völlig kostenlos. Eine Erfolgsgeschichte also. Aber warum fahren eigentlich nicht viel mehr Fahrzeuge autonom?

Was interessiert Sie rund um autonomes Fahren besonders?

• Vorteile des autonomen Fahrens
• Die 5 Level des autonomen Fahrens
• Warum fahren nicht alle Fahrzeuge schon autonom?
• Technische Möglichkeiten, Akteur:innen und Innovationen
• Wie nutzen wir die gewonnene Zeit unterwegs?
• Gesetzliche Rahmenbedingungen und Sicherheit rund um autonomes Fahren
• Wie sicher sind autonom fahrende Autos?
• Ethische Implikationen und Auswirkungen auf die Gesellschaft

Vorteile des autonomen Fahrens

Ein autonom fahrendes Fahrzeug bewegt sich selbstständig und ohne menschliche Einwirkung zum Ziel. Dafür nutzt es fortschrittliche Sensoren, Künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen. Vor dem Hintergrund, dass 90 % aller Unfälle im Straßenverkehr durch menschliches Versagen geschehen, ist das eine gute Idee. Automatisch vernetzte Systeme (wie das des Bad Birnbacher Busses) sind in der Lage, eine beinahe unbegrenzte Menge an Daten zu verarbeiten. Dadurch fahren sie nicht nur optimiert und mit idealer Routenführung. Sie können die Anzahl der Unfälle reduzieren indem : Sie menschliche Einflüsse  eliminieren wie 

• Ablenkung,
• Müdigkeit,
• Alkoholeinfluss,
• emotionale Reaktionen.

Und auch grundsätzlich können sie durch ihre fortschrittlichen Sensoren, die ständig die Umgebung überwachen, schneller auf Gefahren reagieren als menschliche Fahrer:innen.

Autonomes Fahren öffnet die Tür zu umweltfreundlichem Fahren

Die datengestützte Optimierung der autonomen Fahrzeuge bringt weitere Vorteile mit sich: Das einzelne Fahrzeug fährt effizienter, wählt die optimale Route und die ideale Geschwindigkeit. Damit verbraucht es weniger Energie und in der Folge weniger Treibstoff. Viele autonome Fahrzeuge fahren auch von vornherein mit Elektroantrieb. 

Die Datenauswertung autonomer Fahrzeuge bietet aber auch die Möglichkeit der übergreifenden Vernetzung: Einzelne Autos können miteinander kommunizieren und kooperieren und so den Verkehrsfluss optimieren. Das sorgt für weniger Staus und Unfälle, aber auch für weniger Stop-and go-Verkehr. 

Autonomes Fahren ermöglicht einfaches Carsharing und Flottenmanagement

Autonome Fahrzeuge wie der Bad Birnbacher Bus können Carsharing und On-Demand-Ridesharing in Zukunft noch nutzerfreundlicher und effizienter machen. Ähnlich einem Taxi sind die Fahrzeuge in der Lage zu Kund:innen zu fahren, und man erhöht damit die Verfügbarkeit der Fahrzeuge.. Funktionieren diese Services gut und stressfrei, könnten sie zukünftig die Gesamtanzahl der Privatfahrzeuge weiter reduzieren und so den Energieverbrauch und CO₂-Ausstoß verringern. 

Autonomes Fahren verbessert Mobilität und Teilhabe

Autonomes Fahren eröffnet ganz neue Möglichkeiten der Teilhabe am Straßenverkehr: Menschen, die aufgrund von Alter, Einschränkungen oder aus anderen Gründen nicht in der Lage sind, selbst zu fahren, werden mobiler und unabhängiger. Autonome Taxis und Carsharing-Dienste bieten eine bequeme und kostengünstige Möglichkeit, sich fortzubewegen. Eine zusätzliche On-Demand-Funktion verkürzt Wartezeiten. 

Die 5 Level des autonomen Fahrens

An diesem Punkt müssen wir anmerken: Das autonome Fahren gibt es gar nicht, auch wenn wir es hier der Lesbarkeit halber so formulieren. Nimmt man es genau, ist autonomes Fahren in fünf Stufen eingeteilt: 

Assistenzfunktionen wie Tempomat oder Spurhalteassistent unterstützen die Fahrenden. Diese beherrschen aber zu jeder Zeit ihr Fahrzeug und müssen den Verkehr stets im Blick haben.

In spezifischen, vorher fest definierten Rahmenbedingungen kann das System manche Aufgaben zeitweilig selbst ausführen. Die Fahrenden können zwar kurzzeitig die Hand vom Steuer nehmen, müssen die Assistenzsysteme aber immer überwachen und eventuelle Fehlfunktionen korrigieren.

Hochautomatisierte Fahrzeuge können bestimmte Fahraufgaben selbstständig und ohne menschlichen Eingriff bewältigen. Das Fahrzeug erkennt selbst und frühzeitig, wann die fahrende Person übernehmen muss, und macht sie rechtzeitig darauf aufmerksam.
Stufe 3 ist auch der aktuelle Stand der breit verfügbaren Technik. Einige Fahrzeuge, wie der Mercedes-Benz EQS oder die BMW 7er Reihe, verfügen aktuell über einen Stauassistenten, der auf Autobahnen bis zu Geschwindigkeiten von 60 km/h übernehmen kann. 

Hier werden die Fahrer:innen zu Passagier:innen, die nur noch in Ausnahmefällen das Steuer übernehmen. Einfache Fahrten kann das Fahrzeug sogar komplett ohne Insass:innen ausführen. Sieht sich das Fahrzeug einer zu komplexen Verkehrssituation ausgesetzt, muss nicht zwangsläufig ein Mensch eingreifen. Alternativ kann das Fahrzeug einen sicheren Zustand erreichen und einen Parkplatz aufsuchen. Laut einer Studie von McKinsey könnten bis 2030 potenziell 15 Prozent der Neuwagen hoch- oder vollautomatisiert sein.

Willkommen in der Zukunft, hier ein mögliches Szenario: Autos bewältigen selbst komplexeste Verkehrssituationen. Lenkräder und Pedale gehören der Vergangenheit an oder kommen nur bei Bedarf zum Vorschein. Autonome Taxiflotten durchqueren die Straßen der Smart Cities. Für längere Reisen werden Autos zu Büros, Heimkinos oder Schlafstätten umfunktioniert.

Sie sind jetzt mitten im Thema „Zukunft der Mobilität“ angekommen? Die Ergebnisse der relevantesten Studien rund um die Mobilität von morgen finden Sie in dieser Metastudie zusammengefasst.

Warum fahren nicht alle Fahrzeuge schon autonom? 

Zurück zu unserer Eingangsfrage: Autonomes Fahren klingt super, warum machen das nicht schon lange alle? Die kurze Antwort: weil Technik, Infrastruktur und Gesetze noch nicht so weit sind. Die ausführliche Antwort kommt jetzt: 

1. Es gibt technologische Herausforderungen: Die Entwicklung von zuverlässigen autonomen Fahrsystemen ist äußerst komplex. Die Sensoren und Algorithmen müssen in der Lage sein, die vielfältigen und oft unvorhersehbaren Bedingungen im Straßenverkehr sicher zu bewältigen. Das wird noch einiges an Forschung und Entwicklung erfordern.

2. Es gibt Sicherheitsbedenken: Sicherheit hat oberste Priorität, wenn es um autonomes Fahren geht. Um das Vertrauen der Verbraucher:innen und Regulierungsbehörden zu gewinnen, müssen autonome Fahrzeuge nachweislich sicherer sein als von Menschen gesteuerte Fahrzeuge. Das wird gerade noch getestet. 

3. Es gibt gesetzliche und regulatorische Hürden: Die Einführung autonomer Fahrzeuge erfordert die Anpassung von Gesetzen und Vorschriften auf nationaler und internationaler Ebene. Regulierungsbehörden müssen klare Standards und Vorschriften für den sicheren Betrieb autonomer Fahrzeuge festlegen.

4. Es gibt ungeklärte Haftungsfragen: Im Falle eines Unfalls oder von Fehlfunktionen muss die Haftung geklärt werden. Das ist ein komplexes rechtliches Problem, das noch nicht abschließend gelöst ist.

5. Es entstehen hohe Kosten: Die Technologie für autonomes Fahren ist aktuell noch sehr teuer, dementsprechend sind auch die Preise für autonome Fahrzeuge hoch. 

6. Es fehlt an Infrastruktur: Autonome Fahrzeuge könnten von einer verbesserten Straßeninfrastruktur profitieren, die speziell für sie entwickelt wurde. Die Aufrüstung der vorhandenen Infrastruktur erfordert jedoch erhebliche Investitionen und Zeit.

Vielleicht sind Sie in den sozialen Medien mal über eines dieser Videos gestolpert, in dem ein Pizza-Lieferroboter an einer Bordsteinkante festhängt und metallisch um Hilfe ruft? Stellen Sie sich das mal mit einem autonom fahrenden Auto vor …

Technische Möglichkeiten, Akteure und Innovationen

Um die Herausforderungen zu verstehen, ist es wichtig, auch einmal in die Vergangenheit zu blicken: An welchem Punkt der Entwicklung stehen wir gerade, welche Hürden wurden bereits überwunden und welche Ideen schon verworfen oder optimiert?

 Die Idee des autonomen Fahrens entstand bereits in den Dreißiger Jahren. Zugegeben, damals war das noch ein entfernter Traum. Aber die Motivation war damals schon, die Kraftstoffressourcen zu schonen und Unfälle zu vermeiden. Nach dem Zweiten Weltkrieg wurden Autos getestet, die an einem in die Straße eingelassenen Lenkdraht entlangfuhren. Dafür gab es auch in Deutschland ein Testgelände der Firma Continental. 

Das erste wirklich autonome Fahrzeug war dann der Stanford Cart, der in den Sechziger Jahren an der gleichnamigen amerikanischen Universität entwickelt wurde. Der Cart funktionierte mit Kamerabildern, die über Funk an einen stationären Computer übermittelt und dort ausgewertet wurden. Beinahe gleichzeitig stellte auch die japanische Universität in Nagoya ein ganz ähnliches Projekt vor. 

In Deutschland begann die Forschung am autonomen Fahren in den Achtziger Jahren

In Deutschland begann Ernst Dickmann Mitte der Achtziger Jahre an der Universität München mit der Arbeit an einem autonom fahrenden Auto. Das Versuchsfahrzeug für autonome Mobilität und Rechnersehen (VaMoRs) erreichte 1987 auf einer Teststrecke eine Geschwindigkeit von 96 km/h ohne menschliche:n Fahrer:in und war damit für lange Zeit das schnellste autonome Straßenfahrzeug der Welt. Ab 1992 wurde es im öffentlichen Straßenverkehr getestet, allerdings zur Sicherheit mit menschlichem „Beifahrer“. Auf das VaMoRs folgten noch zwei Nachfolgemodelle, die selbstständig auf der Autobahn Geschwindigkeiten von bis zu 175 km/h erreichten. 

Heute ist die A9 zwischen München und Ingolstadt das “Digitalen Testfeld Autobahn”. Hier testen die Hersteller ihre Systeme unter realen Bedingungen. Am Rand der Autobahn sind hierzu auch entsprechende Zeichen angebracht, die für die Testfahrten Fix-Punkte darstellen. Sollten Sie dieses Zeichen am Straßenrand sehen, dann sind diese für autonom fahrende Fahrzeuge gedacht und nicht für deren menschliche Fahrer.

Ein Meilenstein: Die DARPA Grand Challenges

In den Zweitausenderjahren organisierte die US-Verteidigungsbehörde Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) zwei Wettbewerbe, um die Entwicklung autonomer Fahrzeuge voranzutreiben. Die erste DARPA Grand Challenge fand 2004 statt und bestand darin, autonom fahrende Fahrzeuge in der Wüste von Nevada über eine 131,6 Meilen (ca. 211 Kilometer) lange Strecke zu steuern. Kein Fahrzeug konnte die gesamte Strecke erfolgreich absolvieren, aber die Herausforderung führte zu wichtigen Fortschritten in der autonomen Fahrzeugtechnologie. 

Die zweite Challenge fand 2007 statt. Sie war deutlich anspruchsvoller und beinhaltete das autonome Fahren in einer städtischen Umgebung. Fahrzeuge mussten sich in einer simulierten Stadtumgebung autonom bewegen und dabei Verkehrsregeln und andere Fahrzeuge beachten.

Die DARPA Challenges verschafften dem autonomen Fahren viel Aufmerksamkeit. Sie inspirierten viele Technologiefirmen und Forschungseinrichtungen, sich auf die Entwicklung autonomer Fahrzeuge zu konzentrieren. Die Erfahrungen und Erkenntnisse aus den Wettbewerben beschleunigten die Entwicklung selbstfahrender Fahrzeuge für den Straßeneinsatz erheblich.

Wer ist weltweit führend beim autonomen Fahren?

Die aktuell fortschrittlichste Technologie, die im echten Straßenverkehr eingesetzt wird, kommt aus Stuttgart, nämlich von Mercedes. Der selbst entwickelte „Drive Pilot“ erlaubt es den Fahrer:innen, auf Autobahnen die Hände vom Steuer zu nehmen und einen Film zu schauen oder die Zeitung zu lesen. Das entspricht der Stufe 3 des autonomen Fahrens. Der Drive Pilot ist seit 2022 bei bestimmten Mercedes-Modellen zusätzlich bestellbar. 

Während der Fahrt signalisiert das Auto selbst, dass der Drive Pilot einsatzbereit ist – sobald die Bedingungen stimmen. Dazu zählen unter anderem Autobahn, Tempo unter 60 km/h, Tageslicht und gut sichtbare Fahrbahnmarkierungen. Ändern sich die Bedingungen, signalisiert der Drive Pilot auch das. Der Mensch auf dem Fahrersitz hat dann zehn Sekunden Zeit, wieder das Steuer zu übernehmen. Sonst leitet der Drive Pilot einen sicheren Nothalt ein und setzt einen Notruf ab. 

Selbst in den USA hat Mercedes mit dem Drive Pilot gerade Tesla überholt

In den Großräumen San Diego und San Francisco sowie in der San Francisco Bay Area darf der Stuttgarter Konzern seit Juni 2023 solche Autos verkaufen. Der Drive Pilot nutzt Kameras sowie Lasersensoren, während der amerikanische Konzern Tesla unter anderem aus Kostengründen auf „vision only“ setzt. Die Autos setzen also nur Kamerasysteme ein. Damit befinden sich die Tesla-Fahrzeuge noch auf Stufe 2 des autonomen Fahrens.

Ohne Einschränkungen und auf langen Strecken ist allerdings auch der Drive Pilot noch nicht zuverlässig. Er kann zum Beispiel

• keinen Spurwechsel vornehmen,
• keine langen Tunnels oder Baustellen durchfahren,
• nicht bei Kälte unter vier Grad funktionieren. 

BMW arbeitet am autonomen Spurwechsel

Auch BMW forscht in Deutschland an Innovationen in Sachen autonomes Fahren.  BMW möchte eine Weltneuheit auf den Markt bringen: Der automatische Spurwechselassistent wechselt mit einem Blick in den Rückspiegel automatisch die Spur. 

Die erforderlichen Software-Algorithmen entwickelt BMW übrigens selbst. Im BMW-Campus in Unterschleißheim bei München arbeiten etwa 1700 Mitarbeitende daran. Außerdem stehen dort zwei Datencenter mit einer Kapazität von 500 Petabyte, um die im Straßenverkehr erhobenen Daten zu speichern. 

Wie nutzen wir die gewonnene Zeit unterwegs?

Interessant sind auch die Möglichkeiten, die sich ergeben, wenn man im Fahrzeug immer Beifahrer:in ist. Hier können wir zwei Bereiche unterscheiden, die wir jedoch mit den gleichen Technologie in völlig neuer Art und Weise erleben werden. Die relevanten Veränderungen, die hier die größte Rolle spielen, sind Generative KI und Extended Reality. 

Entertainment oder Business

Im Prinzip ist das die Entscheidung jedes Einzelnen, ob man die gewonnene  Zeit im Stop & Go nutzen möchte, um einen Film anzusehen oder seine geschäftlichen Aufgaben mit Slack zu erledigen. Telefonieren ist natürlich auch eine Möglichkeit und sicher eine der beliebtesten Nebenbeschäftigungen während der Fahrt. Nun aber kommen einige revolutionäre technologische Entwicklungen  zusammen, die völlig neue Interaktionen im Fahrzeug ermöglichen.

Extended Reality, Generative KI und Autonomes Reisen. 

Technisch  ist es heute bereits möglich, eine XR-Brille (Apple Vision Pro, oder Meta Quest 3) im Fahrzeug zu nutzen, um Apps, E-Mails oder Filme vor dem Auge der Mitfahrer:innen anzuzeigen und allein durch Sprache und Gesten zu steuern. Extended Reality bedeutet, dass man auf Knopfdruck das virtuelle Bild sieht, oder umschalten kann, um den Blick auf die Straße zu richten, um ggf. das Steuer selbst zu übernehmen. 

Am Beispiel von Holoride erkennt man gut, welchen Mehrwert hier VR-Brillen liefern. Hier sind Beifahrer:innen in der Lage, Filme zu sehen auf Leinwänden, die Kinos in Nichts nachstehen. Aber auch Spiele, die sich an die Fahrstrecke anpassen, sind Teil des Angebots welches als 

Generative AI hilft hier dem Fahrer zu verstehen und gewünschte Aufgaben zu erledigen, E-Mails zu beantworten, Termine zu vereinbaren, ohne dass eine Tastatur oder Maus benötigt wird. 

Für reisende Vertriebsmitarbeiter:innen bietet sich hier an die Dienste des Einstein Copilot zu nutzen um unterwegs bereits Zusammenfassungen der Termine zu erstellen und das CRM zu pflegen, oder sich für den nächsten Termin vorzbereiten in dem man sich alle Infos zum Kund:innen, die man besucht, zusammenfassen und vorlesen lässt. 

Und hier verschwimmen dann auch die Grenzen zwischen echten und virtuellen Assistent:innen, die Kund:innen unterstützen, wenn man sieht, in welch guter  Qualität virtuelle Avatare bereits heute Ihre Dienste leisten.

Gesetzliche Rahmenbedingungen und Sicherheit rund um autonomes Fahren

In Deutschland trat im Juni 2017 das Gesetz zum automatisierten Fahren als Änderung des Straßenverkehrsgesetzes in Kraft. Darin ist festgehalten, dass automatisierte Fahrzeuge die Fahraufgabe unter bestimmten Voraussetzungen übernehmen dürfen. Die Fahrer:innen dürfen sich im automatisierten Modus vom Verkehrsgeschehen und der Fahrzeugsteuerung abwenden. 

Seit Juni 2022 besteht die  „Verordnung zur Regelung des Betriebs von Kraftfahrzeugen mit automatisierter und autonomer Fahrfunktion und zur Änderung straßenverkehrsrechtlicher Vorschriften“. Sie ebnet den Weg für führerlose, autonome Kraftfahrzeuge in bestimmten Verkehrsbereichen. Damit ist Deutschland das erste Land mit einer solchen Gesetzesänderung. 

Wer haftet bei autonomem Fahren?

In Deutschland haftet auch beim autonomen Fahren in erster Linie der oder die Fahrzeughalter:in. Nur in erster Linie, weil es ein kombiniertes System aus Halter-, Fahrer- und Produzentenhaftung gibt. 

In der Praxis sieht das so aus: Verursacht ein autonomes Fahrzeug einen Unfall, haften zunächst Eigentümer:in oder Halter:in über die eigene Kfz-Versicherung, unabhängig vom Verschulden. Damit wird für die geschädigte Person sichergestellt, dass der Schaden schnell geregelt wird. Stellt sich dann heraus, dass ein Fehler des Fahrzeugherstellers oder eines Zulieferers Ursache für den Unfall ist, regeln die Versicherungen das unter sich. 

Wie sicher sind autonom fahrende Autos?

Zunächst sind autonome Fahrzeuge in allen Bereichen deutlich sicherer, in denen menschliches Versagen für Probleme oder gar Unfälle sorgt – 90 Prozent aller Unfälle entstehen so. Autonome Systeme verwenden eine Vielzahl von Sensoren, Kameras, Lidar und Radar sowie künstliche Intelligenz, um ihre Umgebung wahrzunehmen und Entscheidungen zu treffen. So können sie im Vergleich zu menschlichen Fahrer:innen schneller auf sich entwickelnde Gefahrensituationen reagieren. Auch mangelnde Erfahrung des fahrenden Menschen ist so kein Faktor mehr. 

Alle diese Learnings werden über die Datenbanken der Hersteller:innen an alle Fahrzeuge übermittelt und so nutzbar. Das ermöglicht eine rasend schnelle Weiterentwicklung und Verbesserung der Fähigkeiten. 

Die Datenverarbeitungder autonomen Systeme erfordert höchste Aufmerksamkeit um die Daten vor unbefugtem Zugriff zu schützen. Hierzu zählen Risiken und Gefahren eines  mangelhaft umgesetzten Datenschutzes sowie externe Akteure die keinerlei unbefugten Zugriff auf die Daten haben dürfen.

Ethische Implikationen und Auswirkungen auf die Gesellschaft

Kennen Sie das Trolley-Problem? Das Gedankenexperiment mit dem Zug auf der Schiene, bei dem Sie entscheiden müssen, ob er einen oder mehrere Menschen überrollt? Eine moralisch hochkomplexe Frage, mit der sich auch die Ethikkommision automatisiertes und vernetztes Fahren bereits ausführlich befasst hat. Diese Frage ist eigentlich nicht zu beantworten, weil wir als Menschen über gewisse Werte und Moralvorstellungen verfügen, die sowohl individuell als auch gesellschaftlich gewachsen sind. Die Frage ist nun, ob eine Maschine oder eine Künstliche Intelligenz diese Entscheidung überhaupt jemals treffen kann. Und wenn ja, ob sie es sollte … 

Was würden Sie sagen?

• Kann die KI eines Autos entscheiden, ob seine Insass:innen oder die Fußgänger:innen auf der Straße eher schützenswert sind?
• Kann sie entscheiden, ob sie eher ein Gesetz befolgen oder eine Kollision vermeiden sollte?
• Sollte die KI potenziell lebenswichtige Entscheidungen nach Faktoren wie dem Alter der Beteiligten treffen?
• Sollte die KI versuchen, eine Kollision durch Ausweichen oder Bremsen zu verhindern, selbst wenn das die Insass:innen gefährden könnte? Oder sollte sie sich auf passive Sicherheitsmaßnahmen wie Airbags und Crashelemente verlassen?

Schauen wir noch einmal nach Bad Birnbach mit seinen autonom fahrenden Bussen. Diese fahren inzwischen auch auf Abruf per App, ganz genau angepasst an die Bedürfnisse der Ortsgemeinschaft. Und das ist etwas, bei dem sich in der Diskussion um autonomes Fahren alle Beteiligten einig sind: Es funktioniert nur, wenn minutiöse Datenauswertung Hand in Hand mit einem Dialog zwischen Hersteller:innen, Nutzer:innen und (politischen) Entscheider:innen geht. Es braucht die menschliche Perspektive auf Sicherheit, Moral und Werte, um autonomes Fahren auch im Alltag praktikabel und sicher zu machen.  Das private Auto war für viele Fahrer:innen jahrzehntelang ein isolierter Rückzugsort. Nun wird es plötzlich ein komplex vernetztes und eigenständig kommunizierendes Mini-Universum – darauf muss man sich erst mal einlassen.