Selbstfahrende Autos sind nicht länger nur Science-Fiction: Autonome Fahrzeugtechnologie hat sich in den letzten zwei Jahrzehnten rasant weiterentwickelt und ein neues Interesse am Konzept des Selbstfahrens geweckt.
"Selbstfahrende Fahrzeuge" ist ein Überbegriff für verschiedene Arten von Fahrzeugen. Es ist wichtig für Verbraucher sowie kommerzielle und industrielle Nutzer, diese Unterschiede zu kennen. Wir werden daher die Technologie in selbstfahrenden Autos der Moderne bestimmen und bestehende sowie theoretische Technologien für das Selbstfahren erläutern.
5 Stufen des autonomen Fahrens
Es lässt sich nicht einfach mit Ja oder Nein beantworten, ob ein Fahrzeug „selbstfahrend“ ist oder nicht. Stattdessen gibt es verschiedene Stufen des Selbstfahrens, die unser Verständnis der Art und Weise, wie Mensch und Auto beim Steuern eines Fahrzeugs interagieren, prägen. Die vom Verband der Automobilingenieure (Society of Automotive Engineers, SAE) herausgegebene Skala der Fahrautomatisierung kann Ihnen dabei helfen, zu verstehen, welche Arten von Fahrzeugen vom Überbegriff "selbstfahrend" abgedeckt werden.
Quelle: Society of Automotive Engineers
Stufe 0: Denken Sie an den alten Golf Ihres Vaters oder ein beliebiges anderes Modell, dass zwischen dem legendären Modell T von Ford und dem Jahr 1994 hergestellt wurde. Autonomie der Stufe 0 bedeutet null Autonomie oder Selbstfahrvermögen.
Stufe 1: Im Jahr 1995 brachte Mitsubishi im Zuge der limitierten Diamante-Modellreihe die erste adaptive Geschwindigkeitsregelung auf den Markt. Adaptive Geschwindigkeitsregelung, d. h. ein Tempomat, der das Fahrzeug je nach Abstand zu anderen Fahrzeugen intuitiv beschleunigt oder abbremst, gilt als erster Schritt in Richtung Technologie für das Selbstfahren. Ein Fahrzeug verfügt über Autonomie der Stufe 1, wenn es ein System beinhaltet, das dem Fahrer beim Steuern des Fahrzeugs behilflich ist.
Stufe 2: Autonomie der Stufe 2 bedeutet, dass vom Fahrzeug gewisse Aufgaben automatisiert werden können, z. B. das Navigieren und Beschleunigen um langsam fahrende Autos, das Lenken und Steuern eines Fahrzeugs auf der Autobahn oder das automatisierte Rückwärtseinparken.
Eines der ersten Beispiele für Autonomie der Stufe 2 in Personenkraftwagen ist die Einparkhilfe "Intelligent Parking Assist System" (IPAS) von Toyota, die erstmals im Jahr 2003 verwendet wurde. IPAS ist seit 2006 ein übliches Merkmal von zahlreichen Fahrzeugen der Marke Toyota und Lexus. Heute, im Jahr 2020, sind autonome Fahrzeuge gemäß Stufe 2 nichts Besonderes mehr und viele Automobilhersteller bieten Fahrzeugmodelle an, die Aufgaben gemäß Stufe 2 autonom ausführen, z. B. Spurassistenz und Kollisionsvermeidung.
Stufe 3: Die technologische Kluft zwischen Autonomie der Stufe 2 und Stufe 3 ist immens. Fahrzeuge der Stufe 3 müssen über Systeme verfügen, die unter bestimmten Umständen jeden Aspekt des Fahrens steuern und zudem die jeweiligen Bedingungen verstehen können. Im Jahr 2020 fallen die fortschrittlichsten, modernsten selbstfahrenden Fahrzeuge unter Stufe 3 der Autonomie.
In dieser Stufe fährt der Fahrer überhaupt nicht mehr selbst. Stattdessen wird lediglich unter gewissen Bedingungen die Fähigkeit des Autos, selbst zu fahren, überwacht. Autonomie der Stufe 3 erfordert, dass ein Auto den gesamten Fahrvorgang versteht, verarbeitet und sich an sich ständig ändernde Bedingungen anpasst. Das an Bedingungen geknüpfte Fahren der autonomen Fahrzeuge in Stufe 3 erfordert einen wesentlich anderen Ansatz bei der Fahrzeugsteuerung als bei autonomen Fahrzeugen der Stufe 2, z. B. Computer mit künstlicher Intelligenz, wie sie in Tesla-Fahrzeugen verwendet werden.
Derzeit verfügen die meisten Fahrzeuge mit Autonomie der Stufe 3 über Autonomie-"Modi", die es dem Fahrer ermöglichen, selbst zu entscheiden, ob autonomes Fahren aktiviert werden soll. Zur Verwendung eines autonomen Modus ist ein einfaches Fahrszenario erforderlich, z. B. Fahren auf der Autobahn oder Navigieren von Straßen. Natürlich kann der Fahrer stets eingreifen, falls erforderlich.
Status autonomer Fahrzeuge der Stufe 3: Das Autopilot-System von Tesla und dessen autonomes Fahrvermögen haben großen Beifall geerntet. Sämtliche Tesla-Modelle werden seit Oktober 2016 standardmäßig mit der Autopilot-Hardware, die autonomes Fahren der Stufe 3 ermöglicht, ausgestattet. Der Autopilot von Tesla stützt sich auf HD-Kameras, die sich um das Auto herum befinden, sowie auf hochentwickelte, auf künstlicher Intelligenz beruhende Bildverarbeitung.
Die Funktion Super Cruise von Cadillac wurde im Jahr 2018 in ausgesuchte Modelle eingebaut und bietet "Fahren ohne Hände" auf bestimmten Highways in verschiedenen Regionen der USA. Mithilfe von Kameras, Sensoren, GPS, Wi-Fi und verschiedenen weiteren Systemen ermöglicht Super Cruise konfigurierbare Geschwindigkeitsregelung und Spurzentrierung, sodass Lenken auch ohne die Verwendung der Hände möglich ist.
Automobilhersteller wie BMW, Audi, Porsche, Ford, Lexus, Toyota und Honda bemühen sich aktiv um die Entwicklung von Systemen für das Selbstfahren gemäß Stufe 3 und darüber hinaus. BMW will im Jahr 2021 bereits das Fahren ohne Hände ermöglichen.
Stufe 4: Wir begeben uns nun in die Theorie des autonomen Fahrens der Zukunft, bei der Menschen eine immer kleinere Rolle spielen. Autonomie der Stufe 4 wird oft als "komplett selbstfahrend" bezeichnet, obwohl auch hier in geringem Maße eine Interaktion des Fahrers mit dem Auto nötig sein wird, z. B. bei Robo-Taxis. Autonomie der Stufe 4 ist nicht so weit hergeholt, wie bislang angenommen, und einige Unternehmen, wie Tesla, sind überzeugt, dass deren Bordrechner Autonomie der Stufe 4 unterstützen können, in Abhängigkeit von zukünftigen Softwareaktualisierungen.
Es ist nun die Zurückhaltung der Gesellschaft, die ein wesentliches Hindernis bei der Einführung von Autonomie der Stufe 4 darstellen könnte. In einer kürzlichen Umfrage unter mehr als 2.000 Teilnehmern gaben weniger als 40 % der Befragten an, dass sie sich in einem komplett automatisch fahrenden Auto einigermaßen wohl oder besser fühlen würden. Nur 6 % fanden es "sehr wahrscheinlich", dass sie sich ein komplett selbstfahrendes Auto kaufen würden.
Stufe 5: Autonomie der Stufe 5 wird vielleicht nie in die Praxis umgesetzt werden, denn hierbei handelt es sich um Fahrzeuge, die überall und unter sämtlichen Bedingungen selbst fahren können, ohne je einen Fahrer zu benötigen. Diese Stufe der Autonomie wird vermutlich höchstens für militärische und industrielle Zwecke eingesetzt werden, da Fahrzeuge für Privatpersonen für gewöhnlich nicht unter extremen Bedingungen oder abseits von Straßen fahren müssen. Vorerst scheint sich Stufe 5 lediglich in der konzeptionellen Phase zu befinden.
Die Zukunft selbstfahrender Autos
Technologie für das autonome Fahren hat sich in den letzten fünf Jahren bereits rasant weiterentwickelt, aber die Automobilindustrie bereitet sich nun auf eine Revolution vor. Sobald Stufe 4 der Autonomie erreicht wurde, ist der Weg gebahnt für neue Geschäftsmodelle für den Selbstfahrtransport als Branche. Robo-Taxiunternehmen wie Waymo haben bereits damit begonnen, die Zukunft der Dienstleistungen im Fahrgeschäft zu testen. Die Welt des Selbstfahrtransports wird sich grundlegend verändern, sobald die Technologie mit den Wünschen an komplett autonomes Fahren mithalten kann.
