Future Mobility

Warum wir künftig nur noch blaue Hosen tragen…

…und was das mit dem autonomen Fahren zu tun hat. Und wieso Österreich bei dieser neuen Technologie ganz vorne dabei ist und womöglich dennoch Gefahr läuft, international den Anschluss zu verlieren.

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Bevor fahrerlose Autos auf öffentlichen Straßen unterwegs sein können, muss noch viel getestet werden

Nach zwei Jahren zieht das ALP.Lab (Austrian Light Vehicle Proving Region for Automated Driving) eine positive Zwischenbilanz. Die seit September 2017 etablierte Testregion für automatisiertes Fahren ist ein gefragter Partner der Automobilindustrie geworden und bietet Dienstleistungen entlang der kompletten Testkette für automatisiertes Fahren an – von der Forschung und Entwicklung bis hin zu Funktions- und Sicherheitsnachweisen im Rahmen von standardisierten Testverfahren auf Proving Grounds für Euro NCAP sowie ADAS- und AD-Testing. Sieben Mitarbeiter kümmern sich aktuell um die Betreuung nationaler und internationaler Kunden und Projekte. Shareholder sind AVL, Magna, die TU Graz, Joanneum Research und das F&E Zentrum „Virtual Vehicle“.

© Wolfgang Wachmann / VIRTUAL VEHICLE

(v.l.) Andreas Eustacchio, Rechtsanwalt, Jost Bernasch, Geschäftsführer ALP.Lab und Gerhard Greiner, Director Business Development und Innovation des ALP.Lab

„Damit die Vision des autonomen Fahrens Realität werden kann, ist vor allem eines wichtig: Testen, testen und testen – in allen Dimensionen“, sagt Jost Bernasch, Geschäftsführer des ALP.Lab. Tests finden dabei physisch mit echten Fahrzeugen aber auch in der virtuellen Welt statt. Ganze 400 Kilometer Länge hat die ausgewiesene Teststrecke auf öffentlichen Straßen. Selbige ist zudem mit hochpräzisen Mess- und Kartographierungsmethoden erfasst und steht als digitales Abbild in Simulationscomputern zur Verfügung. So lassen sich kosteneffizient und schnell unterschiedlichste Szenarien und Technologien in einer virtuellen Umgebung testen, bevor diese in realen Fahrzeugen verbaut und auf Teststrecken oder öffentlichen Straßen erprobt werden. Zum Testen von Sensoren steht außerdem ein „Spider“ genanntes Fahrzeug bereit, welches sich relativ einfach mit unterschiedlichen elektronischen Bauteilen bestücken lässt.

© Ludwig Fliesser

Mit der Anlage auf dem Dach dieses Fahrzeugs wurden 400 Kilometer des öffentlichen Straßennetzes hochgenau kartographiert, wie Gerhard Greiner erklärt

In einer Kooperation mit dem österreichischen Autobahnbetreiber Asfinag wurde außerdem eine Strecke von 23 Kilometern auf der Südautobahn zwischen Graz-West und Laßnitzhöhe besonders dicht mit Sensorik verbaut. Damit können Testfahrten und Fahrmanöver nicht nur auf Zentimeter genau nachvollzogen und dokumentiert werden, sondern die Teststrecke dient auch der Erprobung einer Kommunikation zwischen Fahrzeug und Infrastruktur. In einem Zukunftsszenario mit vollautonomen Fahrzeugen im Straßenverkehr wird neben der selbstständigen Erfassung der Umgebung durch Sensoren auch die Kommunikation der Fahrzeuge untereinander sowie die Kommunikation mit der Infrastruktur eine Rolle spielen. „Bei der Entwicklung selbstfahrender Fahrzeuge liegt das Hauptaugenmerk in erster Linie auf fehlerfreier und redundanter Sensorik von Fahrzeugen. Für den sicheren und flüssigen Verkehr können aber externe Informationen von Infrastruktur und ‚car-to-x‘ erhebliche Vorteile bringen“, meint jedenfalls Gerhard Greiner, Director Business Development und Innovation von ALP.Lab. Der Beitrag des Projekts „Autobahn als Sensor“ für die Forschung und Entwicklung in diesem Bereich wurde mit dem österreichischen Staatspreis Mobilität 2019 gewürdigt.

© Wolfgang Wachmann / VIRTUAL VEHICLE

Kritische Fahrsituationen mit selbstfahrenden Fahrzeugen und Assistenzsystemen werden auf abgeschlossenen Strecken gegen einen mobilen Dummy getestet. Dieser wird von einem E-Motor angetrieben, zerlegt sich bei einem Crash in seine Einzelteile und kann in wenigen Minuten wieder zusammengebaut werden

Rechtliche Rahmenbedingungen für autonomes Fahren entscheidend

Abgesehen von technischen Machbarkeiten sind auch die rechtlichen Rahmenbedingungen entscheidend für die Umsetzung der Vision des autonomen Fahrens. Gemäß der „Vienna Convention on road traffic 1968“ und der „UN/ECE Regulation Amendment 2016“ ist jedenfalls ein menschlicher Fahrer im Straßenverkehr verpflichtend. Der Fahrer muss stets die Kontrolle über das Fahrzeug haben, ein automatisierter Eingriff in das Lenksystem über einer Geschwindigkeit von 12 km/h ist untersagt. Als einzige Ausnahme gelten Spurhaltesysteme und fahrerlose Einparksysteme, wobei auch hier der Fahrer die Hände am Lenkrad haben beziehungsweise beim Einparken in unmittelbarer Nähe die Kontrolle über das Geschehen behalten muss.

© Ludwig Fliesser

Der „Spider“ kann zu Testzwecken mit unterschiedlichsten Sensoren, wie Lidar, Radar, Ultraschall, Mikrowelle oder optischen Systemen zur Bilderfassung, bestückt werden

Darüber hinaus gibt es unterschiedliche nationale Regularien betreffend Testfahrten auf öffentlichen Straßen. In Österreich ist dies im Rahmen der AutomatFahrVO 2019 geregelt. Damit werden unter anderem Fahrten mit spurwechselfähigen Autopiloten auf Autobahnen in der  Testregion ALP.Lab in der Steiermark, Upper Austria in Oberösterreich sowie in der Testregion Lungau rechtlich ermöglicht. „Dass es keine grenzüberschreitenden Testregelungen und auch keine harmonisierten Regelungen in der EU gibt, ist ein großer Nachteil, weil für jedes Land eigene Voraussetzungen zum Testen erfüllt werden müssen“, sagt Rechtsanwalt Andreas Eustacchio. Generell bestehe die Gefahr, dass der Testbetrieb durch juristische Restriktionen stark beeinträchtigt wird. Somit könnte Österreich beziehungsweise Europa insgesamt im Kampf um die Technologieführerschaft gegenüber den USA, China und Japan an Boden verlieren. Gerhard Greiner nutzte denn auch die Gelegenheit der Pressekonferenz, um die künftige Regierung zu etwas mehr Mut in diesem Bereich aufzufordern.

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Für das autonome Fahren ist eine solide Sensorik im Auto entscheidend. Vorteile bringt auch eine Kommunikation zwischen den Fahrzeugen untereinander sowie zwischen den Fahrzeugen und der Infrastruktur

Sicherheit und künstliche Intelligenz im Straßenverkehr

Ein wesentlicher Aspekt des automatisierten Fahrens ist die Sicherheit. Weltweit stirbt alle 24 Sekunden ein Mensch im Straßenverkehr, das sind 1,3 Millionen Tote pro Jahr. Für rund 99 Prozent aller Unfälle ist der Mensch verantwortlich, nur etwa ein Prozent lässt sich auf technische Defekte zurückführen. Ab 2022 sind deshalb seitens der EU für neue Fahrzeugtypen auch erweiterte Assistenzsysteme vorgeschrieben, die entwickelt und getestet werden müssen – eine Chance für den Technologiestandort Österreich und die Testregion ALP.Lab.

© Ludwig Fliesser

Dieser kleine Dummy soll die Fußgängersicherheit erhöhen, indem damit entsprechende Notbremssysteme getestet werden. Allerdings hat die künstliche Intelligenz damit fälschlicherweise gelernt, dass Fußgänger meist blaue Hosen tragen. Deshalb braucht es künftig mehr Varianz bei den Testszenarien und auch realistische Bewegungsmuster der Puppe

Damit Assistenzsysteme und Automatisierung auch wirklich in Echtzeit funktionieren, muss die von der Sensorik des Fahrzeugs generierte Information binnen kürzester Zeit verarbeitet werden, um dann eine Entscheidung zu treffen. Damit das gelingt, ist es nötig die Technik entsprechend zu trainieren: Eine „künstliche Intelligenz“, also ein selbstlernendes System, trifft damit aufgrund bisher gemachter Erfahrungen mehr oder weniger selbstständig komplexe Entscheidungen. Dabei entzieht sich die Logik der Entscheidungsfindung bisweilen den Entwicklern selbst und führt in der Konsequenz mitunter zu recht eigenartigen Effekten: So haben die Forscher herausgefunden, dass ein auf Personen trainierter Notbremsassistent plötzlich geneigt war, Menschen mit blauer Hose besser zu erkennen, als Individuen mit einem andersfarbigen Kleidungsstück. Hintergrund des Mirakels: Die Puppe, die bei diversen Testprozeduren verwendet wurde und von der die künstliche Intelligenz lernte, war mit einer blauen Hose ausgestattet. Was zunächst nur nach einer harmlosen Episode in der Entwicklung eines Sicherheitssystems klingt, kann aber natürlich sehr weitreichende Folgen haben, wenn dadurch später jemand aufgrund seines Kleidungsstils überfahren wird. Das Thema künstliche Intelligenz und wie diese lernt und funktioniert ist spätestens beim vollautonomen Fahren von höchster Brisanz: Wenn es keinen Fahrer mehr im Auto gibt, dann bleibt es der Maschine vollkommen selbst überlassen, situationsbedingt eigenständige Entscheidungen zu treffen. In diesem Zusammenhang wirft Anwalt Eustacchio eine rechtsphilosophische Frage auf: „Ist das Auto der Zukunft ethisch und rechtlich für sich selbst verantwortlich?“

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Eine entscheidende Frage: Wer ist verantwortlich, wenn das Fahrzeug einmal ganz auf sich alleine gestellt sein wird?

Hintergrund: Autoland Österreich

Österreich ist ein Land der Automobilindustrie – diese Feststellung sorgt mangels einer nationalen Fahrzeugmarke, sieht man vom Nischenprodukt „KTM X-Bow“ einmal ab, oft für Verwunderung. So gibt es zum Beispiel ein großes Opel Motoren- und Getriebewerk in Wien, dessen Zukunft vor dem Hintergrund der Fusion von Fiat-Chrysler mit dem französischen PSA-Konzern allerdings erneut wackelt. Auch BMW betreibt in Steyr in Oberösterreich ein riesiges Motorenwerk. Sämtliche Dieselaggregate des Konzerns werden dort produziert, wodurch die Nachwirkungen des Dieselskandals hier besonders schmerzen. Ebenfalls in Steyr montiert der Lkw-Hersteller MAN sämtliche Trucks der leichten und mittleren Baureihen. Magna fertigt wiederrum in Graz über 40.000 Fahrzeuge pro Jahr im Auftrag namhafter Automobilhersteller wie BMW, Jaguar oder Mercedes. Zu diesen genannten Beispielen kommt noch eine Vielzahl an Forschungsunternehmen, Komponentenherstellern und Zulieferbetrieben hinzu, die sich vor allem in den beiden großen, automotiven Technologieregionen in Oberösterreich und der Steiermark angesiedelt haben und dort entsprechende Cluster bilden (AC Styria und Automobil Cluster Oberösterreich). Insgesamt trägt die österreichische Industrie damit beträchtlich zur Wertschöpfungskette der europäischen Autoindustrie bei, ist hochgradig exportorientiert und mit einem hohen Anteil an Ausgaben für Forschung und Entwicklung auch äußerst innovativ.