Autonomes Fahren: Zukunftstechnologie mit Fallstricken

Autonomes Fahren: Die Entwicklung steckt in Kinderschuhen

Es klingt wie eine ferne Zukunftsmusik, doch die Realität selbstfahrender Autos, Busse und Taxis ohne zusätzlichen Fahrer rückt näher. In einigen Teilen der Welt ist autonomes Fahren bereits Wirklichkeit. Autonomes Fahren ist in der Geschichte ein Meilenstein in Sachen menschlicher Mobilität, wirft jedoch einige Fragen auf.

Eigentlich sollten autonome Fahrzeuge bereits seit Jahren Teil des deutschen Straßenverkehrs sein. Immer wieder verschiebt sich der Zeitplan weiter nach hinten. Autonomes Fahren erfordert eine Technik, die komplexer ist als zunächst angenommen. Nicht zuletzt sind auch rechtliche und ethische Fragen zu klären.

Im Mai 2021 haben Bundesrat und Bundestag eine notwendige rechtliche Grundlage geschaffen. Sie ermöglicht ganz grundsätzlich, dass autonome Autos am öffentlichen Straßenverkehr in Deutschland teilnehmen. Weitere Bestimmungen zu konkreten Fragestellungen sollen nach und nach folgen. Die berüchtigte deutsche Gründlichkeit und Bürokratie sorgen dafür, dass Deutschland im weltweiten Wettbewerb um autonome Fahrtechnologie hinten ansteht. Autonomes Fahren ist demnach in Deutschland bereits erlaubt, steckt aber noch in den Kinderschuhen.

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Der Entwicklungsstand beim autonomen Fahren

Vorreiter sind die Vereinigten Staaten. Die US-amerikanische Firma Waymo gehört zum Google-Imperium und lässt bereits seit einiger Zeit in Phoenix autonome Fahrzeuge als Taxis fahren. Kunden können das autonome Fahrzeug ohne Fahrer per App anfordern und sich an Ort und Stelle abholen lassen. Auch Mobileye, eine israelische Tochtergesellschaft von Intel, hat in der teuren und aufwändigen Technologie für selbstfahrende Autos die Nase vorn.

Die Entwickler versprechen sich mehr Sicherheit durch autonomes Fahren. Bis dieser erhoffte Sicherheitseffekt durch autonome Autos eintritt, werden voraussichtlich noch einige Jahrzehnte vergehen. 

Deutsche Hersteller wollen in Sachen autonomes Fahren aufholen. In einem eigens gegründeten Campus bei München forschen 1700 Mitarbeiter für den Autohersteller BMW an der Software für das autonome Fahren. Das dort befindliche Rechenzentrum soll bis 2025 auf 500 Petabytes ansteigen, um Daten zu speichern, die im realen Straßenverkehr erhoben wurden. Diese Speicherkapazität entspricht rund 500 Milliarden Seiten Text, eine nahezu unvorstellbare Menge.

Der Autohersteller Mercedes setzt auf eine Kooperation mit der Firma Nvidia. Ergebnis der gemeinsamen Entwicklung ist ein fahrzeuginternes Computersystem, das mit künstlicher Intelligenz (KI) autonomes Fahren ermöglicht. Diese KI soll in der Lage sein, aus den gesammelten Verkehrsdaten während der Fahrt zu lernen. Ab 2024 soll dieses System in allen Mercedes-Benz-Baureihen eingeführt werden. Nach einem Update sollen aus diesen Fahrzeugen autonom fahrende Autos werden können. 

Die Technologie für die autonome Mobilität ist extrem komplex. Pro Minute fallen im Auto zur Berechnung der Aktionen fünf Gigabyte Daten an. Diese enorme Rechenleistung an Bord entspricht derjenigen von etwa 15 Laptops. Ein autonomes Fahrzeug soll nicht nur in gegenwärtigen Situationen richtig entscheiden, sondern auch mögliche Zukunftsszenarien etwa 10 Sekunden im Voraus berechnen. 

Eine Studie des Prognos-Forschungsinstituts für den ADAC zeigt, dass autonomes Autofahren erst allmählich auf deutschen Straßen ankommen wird. Das liegt daran, dass Fahrzeuge durchschnittlich etwa 20 Jahre im Einsatz sind. Der Anteil autonomer Autos von 2,4 % im Jahr 2020 steigt immerhin bis 2050 auf ca. 70 %. Ab 2030 werden mehr und mehr autonome Autos mit der Fähigkeit, auf der Autobahn und in der Stadt autonom zu fahren, Einzug in den Alltag finden.

Die Vorteile des autonomen Fahrens

Stellen Sie sich vor, ein autonomes Fahrzeug brächte Sie in eine überfüllte Innenstadt. Die Parkplatzsuche würde sich mit einem normalen Fahrzeug als nervenaufreibend gestalten. Stattdessen steigen Sie aus und überlassen dem autonomen Fahrzeug diese lästige Aufgabe. Es sucht sich mittels modernster Navigationstechnologien eigenständig einen Parkplatz. Wenn Sie es wieder benötigen, holt es Sie auf Abruf an Ihrem Aufenthaltsort wieder ab.

Dem autonomen Fahren schreiben Entwickler viele Vorteile zu, trotz aller Herausforderungen. Ältere oder anderweitig eingeschränkte Menschen hätten so die Möglichkeit, aktiver am gesellschaftlichen Leben teilzuhaben. Autonomes Fahren ist ohne Führerschein möglich und könnte diesen obsolet machen. Der Insasse eines autonom fahrenden Fahrzeugs kann die Fahrzeit zur Erholung oder produktiv nutzen.

Mit überwiegender Mehrheit ist menschliches Versagen die Ursache für Unfälle. Die Entwicklung belastbarer Systeme birgt daher das Potenzial, Fehleinschätzungen und -entscheidungen in Zukunft deutlich zu reduzieren. Der Straßenverkehr würde sicherer werden. Weitere Vorteile können ein geringerer Kraftstoffverbrauch und weniger Lärmbelästigung durch eine angepasste Fahrweise sein. Eine deutliche Reduzierung von Staus auf der Autobahn wäre ebenfalls denkbar. 

5 Stufen: Autonomes Fahren 

Es gibt fünf Automatisierungsstufen für autonomes Fahren, die beschreiben, wie stark das Fahrzeug bereits unabhängig vom menschlichen Fahrer agieren kann. 

• Stufe 1: Assistiertes Fahren: In vielen modernen Autos sind bereits jetzt einzelne Assistenzsysteme, die den Fahrer bei bestimmten Fahraufgaben unterstützen, Gang und Gäbe. Dazu gehören der Tempomat, der die gewählte Geschwindigkeit beibehält, der Spurhalteassistent und der Abstandsregeltempomat. Der Fahrer führt durchgängig das Fahrzeug und ist für verursachte Verstöße und Unfälle haftbar. 
• Stufe 2: Teilautomatisiertes Fahren: Das Fahrzeug kann hier bereits einige Fahraufgaben ohne Eingriff des Fahrers selbständig übernehmen. Der Fahrer kann dafür zeitweilig die Hände vom Lenkrad nehmen und das Auto die Arbeit übernehmen lassen. Fahrzeuge dieser Stufe können auf der Autobahn bremsen oder beschleunigen und dabei die Spur halten. Auch das eigenständige Parken ist möglich. Auch hier ist die ständige Wachsamkeit des Fahrers notwendig, der weiterhin für verursachte Verstöße, Schäden und Unfälle haftbar bleibt.
• Stufe 3: Hochautomatisiertes Fahren: Fahrer können erstmals ihre Aufmerksamkeit anderen Dingen zuwenden und den Blick von der Fahrbahn abwenden. Doch wer hat beim autonomen Fahren die technische Aufsicht? Autonomes Fahren ist in Stufe 3 nur möglich, wenn der menschliche Fahrer die Aufsicht behält. Ertönt ein Warnsignal, muss dieser sofort bereit sein, die Steuerung wieder zu übernehmen. Fahrzeuge der 3. Stufe können viele Aufgaben selbständig übernehmen. Autonomes Fahren auf der Autobahn wird dort am ehesten möglich sein, weil dort günstigere Bedingungen vorherrschen. 
• Stufe 4: Vollautomatisiertes Fahren: Auf dieser Stufe wird der Fahrer zum Passagier. Er muss nicht sofort das Steuer übernehmen, wenn ein Problem auftritt. Stattdessen ist das System in der Lage, bestimmte Fahrten vollkommen selbständig durchzuführen und in Problemsituationen das Fahrzeug sicher abzustellen. So ist es z.B. möglich, während der Fahrt zu schlafen. Der Fahrer haftet bei Verstößen, Schäden und Unfällen während der vollautomatisierten Fahrt nicht.
• Stufe 5: Vollautonomes Fahren: Beim letzten der fünf Automatisierungsgrade ist autonomes Fahren vollständig möglich. Es gibt keinen Fahrer mehr, nur noch Passagiere. Das Fahrzeug bewältigt nicht nur bestimmte Fahrten, sondern sämtliche Fahrten vollkommen autonom. Auch Fahrten ohne Insassen sind möglich. Selbst komplexe Situationen wie die Überquerung einer Kreuzung im Stadtverkehr können autonome Fahrzeuge meistern.

Cybersicherheit beim autonomen Fahren

Für autonomes Fahren darf die Sicherheit nicht von digitaler Vernetzung und damit einhergehenden äußeren Informationen angewiesen sein. Dennoch ist grundsätzlich eine Verbindung mit dem Internet, Satelliten und anderen Autos möglich. Dafür würde das Mobilfunknetz genutzt werden. 

Eine eigens zum Thema autonomes Fahren durch den Bundesminister für Verkehr und digitale Infrastruktur eingesetzte Ethik-Kommission veröffentlichte einen Bericht im Juni 2017. Im Bericht werden ethische Regeln festgesetzt, u.a. auch zum Punkt der digitalen Vernetzung. Hier stellen die Verfasser fest, dass eine vollständige Vernetzung und digitale Steuerung wie im Flug- und Bahnverkehr ethisch bedenklich ist, wenn eine totale Überwachung der Bürger nicht auszuschließen ist.

Außerdem sei autonomes Fahren laut der Ethik-Kommission nur dann vertretbar, wenn Manipulationen des IT-Systems und immanente Systemschwächen nicht zu solchen Schäden führten, dass das Vertrauen in den Straßenverkehr nachhaltig erschüttert werde.

Hier liegt ein Problem: Ja, die starke Vernetzung durch das autonome Fahren ist ein Einfallstor für Hackerangriffe. Im Jahr 2015 sorgte ein Hackerangriff für Aufsehen, bei dem das Fahrzeug per Laptop in einen Straßengraben gelenkt wurde. Es ist die Aufgabe der Autohersteller, in Zukunft für hochsichere Systeme zu sorgen, die solchen Angriffen standhalten können.

Autonomes Fahren und ethische Fragen

Das Thema wirft unausweichlich zahlreiche ethische Fragen auf, die im Bericht der Ethik-Kommission zur Sprache gebracht werden. So nimmt die Kommission sogenannte Dilemma-Situationen oder auch “Weichensteller-Fälle” in Augenschein. Bei diesen Fällen muss der Fahrer, in diesem Fall das System, zwischen einem von zwei notwendigen Übeln entscheiden.

Eine solche Dilemma-Situation könnte sich wie folgt darstellen: Das autonome Fahrzeug ist mit seinen Insassen bei erhöhter Geschwindigkeit auf einer schmalen Straße unterwegs, die an einem Abhang eines Berges entlangführt. Auf der Fahrbahn tauchen plötzlich Kinder auf, eine Kollision wäre trotz Gefahrenbremsung unvermeidbar. Es sei denn, das Fahrzeug opfert seine Insassen, indem es ausweicht und den Abhang hinunter stürzt. Wie das System beim autonomen Fahren einer solchen Situation reagieren würde, ist Sache der Programmierer. Hier setzt das Problem an. Wer entscheidet, wer geopfert wird?

Die Ethik-Kommission befürchtet einen starken Paternalismus des Staates, wenn er “richtige” ethische Handlungsweisen vorgibt. Es stellt sich die Frage, ob überhaupt existenzielle dilemmatische Entscheidungen abstrakt-generell vorentschieden werden dürfen. Abgesehen davon ist fraglich, ob eine Normierung aller Situationen möglich ist, da es eine große Vielfalt an denkbaren Szenarien gibt. 

Grundsätzlich findet die Ethik-Kommission in Bezug auf Dilemma-Situationen und autonomes Fahren einen deutlichen Standpunkt: Die Qualifizierung nach persönlichen Merkmalen (Alter, Geschlecht, körperliche und geistige Konstitution) ist strikt untersagt. Sie lehnt es ab, Menschenleben gegeneinander zu “verrechnen” und die Opferung eines Menschenlebens zuzulassen, um mehrere Menschenleben zu retten. 

Die Programmierung eines Systems für autonomes Fahren bleibt in Zukunft weiterhin eine Herausforderung, da es neben all den technischen Anforderungen auch in ethischen Fragestellungen richtig entscheiden können muss.

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