Hätten Sie‘s gewusst? Künstliche Intelligenz im Alltag

Folge 2: Fahrassistenzsysteme

Sie sind spät dran. Sie sprinten zur Garage, öffnen das Tor und setzen sich hastig hinter das Lenkrad. Mit dem Start des Motors, blinkt auch ein kleiner Bildschirm im Armaturenbrett auf. Dort erscheint ein Warnhinweis: “Der Fahrer ist für den sicheren Betrieb des Fahrzeugs verantwortlich. Benutzen Sie dieses System nur, wenn die Verkehrsverhältnisse es zulassen. Weitere Einzelheiten finden Sie im Fahrhandbuch.” Mit dem Rückwärtsgang wird die Rückfahrkamera ihres Autos aktiviert. Sie haben nur flüchtig auf die Fahrbahn geschaut. Der Bildschirm zeigt Ihnen ein Echtzeit-Video der Straße, auf der ein Ausscherwinkel skizziert wird, der Ihnen das Ausparken erleichtert. Sie beachten die Kamera kaum, denn Sie fahren jeden Tag aus dieser Garage. Sie parken wie gewohnt aus. Auf einmal holt Sie ein schrilles Piepen aus Ihrer Routine. Ein Blick auf die Kamera zeigt den Auslöser der Warnung: Morle — die Katze Ihres Nachbarn, die Sie ohne Ihren Fahrassistenten auf dem Gewissen hätten.

Mithilfe von künstlicher Intelligenz (KI) helfen Ihnen Fahrassistenzsysteme sicherer, komfortabler und nachhaltiger zu fahren. Sie entlasten den Fahrer im Alltag und in nervenaufreibenden Fahrsituationen: Sie halten die Spur, leiten Notbremsungen ein und überwachen mit Kameras, die Bereiche der Fahrbahn, die der Fahrer allein nicht wahrnehmen kann.

Arten von Fahrassistenzsystemen

Unter den Begriff “Fahrassistenzsysteme” werden jegliche technischen Hilfsmittel, Software, Sensorik und Kameras zusammengefasst, die im Fahrzeug verbaut sind und dem Fahrer in bestimmten Fahrsituationen helfen.

Das umfasst auf der einen Seite technische Systeme, die ganz ohne künstliche Intelligenz auskommen, wie der Tempomat oder das Antiblockiersystem. Auf der anderen Seite gibt es intelligente Fahrassistenzsysteme, die man in drei Kategorien einteilen kann: informierende, kontinuierliche und eingreifende Systeme.

Informierende Systeme geben dem Fahrer Daten zur Fahrumgebung an die Hand, die er selbst nicht wahrnehmen kann. Diese kann der Fahrer für eine sichere Fahrt heranziehen. Klassische Beispiele sind die Einparkhilfe oder die Hinderniserkennung. Kontinuierliche Systeme laufen dauerhaft im Hintergrund wie beispielweise ein Geschwindigkeitsregelautomat oder ein Abstandsassistent. Eingreifende Systeme nehmen ebenfalls kontinuierlich Daten auf, haben allerdings auch die Fähigkeit, selbst Reaktionen auszulösen, Beispiele wären Brems- und Aufmerksamkeitsassistenten.

Künstliche Intelligenz im Auto

Moderne Fahrassistenzsysteme greifen auf Algorithmen und Multi-Sensorensysteme zurück. Beispielsweise erkennen Sensoren, wenn das Fahrzeug einem anderen Verkehrsteilnehmer zu nahe kommt. Fahrassistenten nutzen Bild- und Objekterkennung, um zwischen Menschen, Bäumen und Schatten zu unterscheiden. Kameras und Sensoren nehmen die Daten aus der Fahrumgebung auf, die durch künstliche Intelligenz ausgewertet werden. Das System ruft eine entsprechende Reaktion des Fahrzeugs oder einen Warnhinweis hervor. Diese Funktion wird auch als “Szenarienerkennung” bezeichnet. Die Anzahl möglicher Verkehrssituationen ist quasi unendlich. Daher verwenden Systeme zur Szenarienerkennung Deep Learning-Methoden, die aus der Menge an Sensor- und Kameradaten immer weiter lernen.

Spurhaltassistenten prüfen die Linienmarkierungen der Fahrbahn. Werden diese überschritten vibriert das Lenkrad oder das Fahrzeug justiert sich selbst. Fahrassistenten messen den Abstand zum nächsten Objekt, leiten bei der Erfassung eines möglichen Aufpralls eine Bremsung ein, übernehmen im lästigen Stop-and-Go-Verkehr das Steuer oder sorgen dafür, dass Sie einen Rundum-Blick um Ihr Fahrzeug bekommen.

Die heutigen Systeme sind vor allem darauf ausgelegt, das Fahren sicherer und angenehmer zu gestalten. Aber auch Energieeffizienz und Nachhaltigkeit werden immer wichtigere Themen für Fahrassistenzsysteme. So berechnen KI-Anwendungen die optimale Geschwindigkeit und Strecke für den kleinstmöglichen Treibstoffverbrauch.

Weniger Unfälle durch Fahrassistenzsysteme

Zu Beginn des Jahres 2019 hat sich die Europäische Kommission geeinigt, den Einbau bestimmter Fahrassistenzsysteme ab 2022 gesetzlich verbindlich zu machen. Durch Fahrassistenten sollen bis 2038 mehr als 25.000 Menschenleben gerettet und 140.000 schwere Unfallverletzungen vermieden werden. Das Statistische Bundesamt teilte mit, dass im Jahr 2019 die Zahl der Verkehrstoten in Deutschland so niedrig war, wie schon seit 60 Jahren nicht mehr. Laut ADAC sei dies auch ein Verdienst der Fahrassistenten.

Fahrassistenzsysteme haben in den letzten Jahren eine gewaltige Entwicklung durchlaufen. Die Erfolge im assistierten Fahren sind die Grundlage für autonomes Fahren. Der Automatisierungsgrad beim Fahren wird in fünf Level eingeteilt, wobei die erste Stufe assistiertes Fahren und die letzte das autonome Fahren beschreibt. Bei der ersten Stufe ist der Fahrer ist in der vollen Verantwortung für das Fahrzeug, wird aber in einigen Fahrsituationen durch ein System unterstützt. Die nächste Stufe ist das teilautomatisierte Fahren, bei der das Fahrzeug einige Aufgaben nach entsprechenden Vorgaben selbstständig ausführen kann. In der Automobil-Industrie bewegen sich Fahrassistenzsysteme aktuell maximal auf dem Level zwei Plus.

Motoren, Lenkungen und Bremsen werden aktiv angesteuert, Verkehrs- und Fahrumgebungsdaten werden verarbeitet, gefiltert und kombiniert — und das in Echtzeit. Denn wenige Sekunden Verzögerung könnten im Ernstfall über Leben und Tod entscheiden. Fehleranfälligkeiten und Systemabstürze sind daher nicht akzeptabel. Daher scheuen noch viele Softwarehersteller vor dem dritten Automatisierungslevel — dem hochautomatisierten Fahren. Über einen bestimmten Zeitraum kann das Auto auf diesem Level völlig selbstständig Fahraufgaben übernehmen.

Wegbereiter für autonomes Fahren

Es gibt allerdings Beispiele auf den Straßen, die bereits am nächsten Level kratzen. Im neuen 3er BMW ist ein Rückfahrassistent verbaut. Dieser kann auf Wunsch die letzten gefahrenen 50 Meter selbstständig zurückfahren. Mercedes-Benz stellte im letzten Jahr eine kooperative Fahrzeugumfeld-Kommunikation vor. Das Fahrzeug warnt nicht nur seinen Fahrer vor Stau, Glätte, Baustellen und Geisterfahrern, sondern auch andere Autofahrer. Die Vernetzung der Fahrzeuge weist den Weg zum nächsten Level. In der Forschung und auf Teststrecken ist man bereits einen ganzen Schritt weiter.

Tesla bietet mit seinem Model S einen Autopiloten an. Das Auto verfügt über ein 17-Zoll-Display, über das der Fahrer Sensordaten und Navigation einsehen sowie Höchstgeschwindigkeit und bevorzugten Abstand zum Vordermann einstellen kann. Das Fahrzeug nimmt dauerhaft Daten von der Fahrumgebung auf. Sobald genug Daten aufgenommen sind und die Strecke dafür geeignet ist, kann der Autopilot aktiviert werden. Besonders auf Autobahnen erzielt der Autopilot bereits heute sehr gute Ergebnisse. Gelegentlich muss der Fahrer das Lenkrad berühren, um sicherzustellen, dass er weiterhin aufmerksam ist. Der Autopilot erkennt den Verkehr hinter dem Fahrzeug nicht. Hier muss der Fahrer selbst aktiv werden. Bereits jetzt fährt der Autopilot energieeffizienter als ein menschlicher Fahrer. Tesla erhält täglich Daten von 100.000 Fahrzeugen und nutzt diese, um seine Fahrtechnik weiterzuentwickeln.

In der griechischen Stadt Trikala wurde ein vollautonomer Elektrobus von Robosoft getestet. Der Bus hat keinen Fahrer und Platz für zehn Passagiere, die während der Testphase kostenlos mitfahren durften. Der Bus fährt mit einer Geschwindigkeit von maximal 20 km/h eine vorgegebene Strecke ab. Der Bus erkennt Hindernisse und löst eine Bremsung aus, wenn sich andere Verkehrsteilnehmer zu nah am Fahrzeug befinden. Die sechsmonatige Testphase konnte ohne Zwischenfälle erfolgreich abgeschlossen werden. Der Bus wird nun in der spanischen Stadt San Sebastian weiter getestet.

Hochentwickelte Fahrassistenzsysteme sind schon bald Pflicht und allgemeiner Standard, an dem kein Autofahrer mehr vorbeikommt. Auch das autonome Fahren schwappt aus der Zukunftsvorstellung immer weiter in die Realität und wird nach Meinung einiger Experten schon bald zur Normalität.

In 20 Jahren wird sich der Besitz eines Autos, das nicht autonom fährt, anfühlen wie heute der Besitz eines Pferdes.

- Elon Musk, CEO Tesla

Was Sie über Fahrassistenzsysteme wissen sollten:

• Machen mithilfe von Multi-Sensorik-Systemen und künstlicher Intelligenz das Fahren sicherer und komfortabler
• Nachhaltigkeit und Effizienz beim Fahren nehmen eine immer wichtiger Rolle bei Fahrassistenten ein
• Hochentwickelte Fahrassistenzsysteme bald Pflicht in allen Pkws und Wegbereiter für das autonome Fahren

Autorin: Sarah Kolberg

Sarah Kolberg ist Redakteurin bei fintechcube und hat sich in ihrer bisherigen Laufbahn vor allem mit der digitalen Transformation im Public Sector beschäftigt.