Herr Vietor, Sie beschäftigen sich mit dem autonomen Fahren. Wie weit ist die Forschung hier inzwischen? Und was kann schon in die Praxis umgesetzt werden?
Die Vorstellungen, wofür die Bezeichnung Autonomes Fahren steht, gehen heute noch weit auseinander. Die große Regel ist auch heute noch: ein Fahrer sitzt am Steuer und das Auto folgt seinen Befehlen. Allerdings sehen wir mittlerweile auch schon viele neuere Fahrzeuge auf unseren Straßen, die zum Beispiel dank Tempomat samt Abstandsregulierung zum vorausfahrenden Fahrzeug eigenständig den Abstand halten können. Auch können Autos im langsamen Verkehr, etwa beim beim Stop-and-go in einem Stau, bereits selbsttätig fahren. Diese Art der Fortbewegung bezeichnen wir als Level 1 bzw. 2 auf dem Weg zum autonomen Fahren.
Richtig spannend wird es ab Level 3 bis schlussendlich Level 5. Bei diesen Levels greift der Mensch nur noch situativ in das Fahrgeschehen ein (Level 3), lässt das Auto auf festgelegten Strecken ganz alleine fahren (Level 4) oder ist nur noch Passagier, der sich ohne die Möglichkeit des Eingreifens zum Ziel fahren lässt (Level 5). Für den Einsatz auf dafür vorgesehenen Strecken auf der Autobahn oder das selbsttätige Einparken eines Autos im Parkhaus ist die Technik inzwischen sehr weit.
Mit Blick auf den Standort Braunschweig ergeben sich einzigartige Möglichkeiten, wenn es um die Entwicklung des autonomen Fahrens geht. Mit dem „Testfeld Niedersachsen“, dem „5G-Reallabor“ oder dem Forschungsparkhaus am Forschungsflughafen wurden in den letzten Jahren herausragende Infrastrukturen aufgebaut, die durch die zahlreichen wissenschaftlichen Institutionen, wie der Technischen Universität Braunschweig, dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt und der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt gemeinsam mit weiteren Partnern aus Forschung und Wirtschaft genutzt werden können. Dennoch bleibt das Roboterauto aktuell weiter eine Vision, denn: Das autonome Fahren ist nicht nur eine technische Herausforderung. Zugleich sind viele rechtliche und ethische Fragen offen.
Zur Person
Thomas Vietor ist Professor für Konstruktionstechnik der Fakultät für Maschinenbau an der Technischen Universität Braunschweig und seit 2017 Sprecher des Vorstands des Niedersächsischen Forschungszentrums Fahrzeugtechnik. Er forscht u. a. auf den Gebieten des Systems Engineerings, der additiven Fertigungsverfahren und des Multi-Material-Leichtbaus.
Das Niedersächsische Forschungszentrum Fahrzeugtechnik (NFF) ist eines der modernsten Zentren für Mobilitätsforschung an einer deutschen Universität und konzentriert sich auf zukunftsträchtige Themen der fahrzeug- und verkehrstechnischen Forschung. Das automatisierte und vernetzte Fahren ist eines von fünf wissenschaftlichen Forschungsfeldern, in denen die Vision der Nachhaltigen Mobilität umgesetzt wird, um die individuellen Mobilitätsbedürfnisse in Ballungsräumen sicherstellen.
Das NFF verfügt über mehrere selbst aufgebaute Fahrzeugdemonstratoren mit hochautomatisierten und autonomen Fahrfunktionen. Mit einem Forschungsparkhaus, den Testfeldern A2/A39 sowie dem Innenstadtbereich steht in Braunschweig eine hervorragende Infrastruktur als Reallabor zur Verfügung. Experimentelle Versuchsmöglichkeiten durch Simulatoren im NFF-Technikum ergänzen diese Infrastruktur.
Der neue autonome Shuttle Raion ist ein prototypisches Level-4-Fahrzeugkonzept auf Basis einer intelligenten und elektrifizierten Fahrplattform mit maßgefertigtem Aufbau. Er ist eine Eigenentwicklungdes Teams rund um Professor Roman Henze und dem maßgeblich verantwortlichen Ingenieur Torben Hegerhorst.
Bild: © FNN/Massel
Was sind aktuell die größten Herausforderungen beim autonomen Fahren?
Um maximale Sicherheit zu gewährleisten, müssen unterschiedliche Sensoren wie Kameras oder Laserscanner im Zusammenspiel zuverlässig funktionieren und beispielsweise jederzeit das Umfeld erkennen und vorhersagen oder den Zustand der Fahrbahn bestimmen können. In letzterem Fall sind Daten wie Temperatur, Scheibenwischertätigkeit und Bremseingriffe oder auch externe Informationen von Wetterdiensten und aktuelle Verkehrsdaten sehr hilfreich.
In unseren Versuchsfahrzeugen sind bereits heute Systeme mehrfach vorhanden, welche um eine externe und unabhängige Sicht aus der Infrastruktur ergänzt werden, um sich gegenseitig zu überwachen und so maximale Sicherheit zu erreichen.
Ein weiteres großes Forschungsfeld für die Wissenschaft bleibt das autonome Fahren in Innenstädten. Nirgendwo anders ist der Verkehr komplexer, treffen so viele unterschiedliche Verkehrsteilnehmer zusammen. In Braunschweig ist es uns mit unseren Wissenschaftspartnern auf einer speziell ausgestatteten Forschungskreuzung zwar bereits gelungen, ein Auto selbsttätig abbiegen zu lassen – für die Serienreife reicht es aber noch nicht. Eine Voraussetzung, an der noch gearbeitet werden muss, ist die Verständigung der Fahrzeuge untereinander und die Kommunikation zwischen Verkehrsinfrastruktur wie zum Beispiel Ampeln und den Fahrzeugen.
Welche Chancen bieten sich für Kommunen durch das autonome Fahren – aber auch, welche Gefahren bestehen?
Durch die Entwicklung des autonomen Fahrens bieten sich für Städte und Kommunen drei entscheidende Vorteile gegenüber dem klassischen Steuern eines Autos: Sicherheit, Komfort und eine deutlich effizientere Steuerung des Verkehrs. Anders als wir Menschen, halten sich computergesteuerte Fahrzeuge immer und zu jederzeit genau an die Regeln.
Das erhöht nicht nur die Sicherheit, sondern senkt auch den Lärmpegel nachhaltig. An Ampeln wäre der Durchsatz höher, weil niemand mehr am Steuer „schlafen“ würde. Allerdings dürften autonome Fahrzeuge in der ohnehin räumlich beengten Stadt keine zusätzliche Infrastruktur, wie etwa eigene Fahrstreifen, beanspruchen.
Neue Fahrzeugkonzepte, an denen auch das NFF in verschiedenen Projekten forscht, beschäftigen sich daher auch mit Ideen und Entwürfen zur Steigerung der Nutzung eines Gefährts. Anstatt wie aktuell überwiegend parkend wertvolle Flächen zu besetzen, sollen autonome Fahrzeuge über den Tag verteilt verschiedene, sich veränderte Funktionen wahrnehmen können – bestenfalls in einem 24/7-Rhythmus. Am Tag könnten Menschen und nachts Güter transportiert werden. Um bis zu 80 Prozent könnte sich die Fahrzeugdichte in Ballungsgebieten verringern, wenn die Fahrzeugflotte künftig durch Robotertaxis ersetzt werden würden.
Offen ist neben der notwendigen Infrastruktur auch die Akzeptanz von autonomen Fahrzeugen bei den Menschen. Wir sehen bereits beim Umstieg auf Elektrofahrzeuge bei einigen Autofahrenden Skepsis. Auch bei autonomen Fahrzeugen geht es darum, das individuelle Sicherheitsgefühl zu erhöhen und Vertrauen zu schaffen. Stichwort: Kontrollverlust. Offen ist auch wie Fußgänger und Radfahrer auf die neue Technik reagieren bzw. mit ihr interagieren. Roboterautos müssten sich beim Einfahren in eine Kreuzung so verhalten, dass Radler und Fußgänger sofort erkennen, dass sie anhalten
Und wenn zum Beispiel ein Unfall verursacht wird? Wie sieht es hier mit der Schuldfrage aus?
Die Gesetzgebung schreibt bisher grundsätzlich vor, dass der Fahrer beim autonomen Fahren die Verantwortung haben muss. Im Sommer 2021 hat das Bundesverkehrsministerium mit einem Gesetz zum autonomen Fahren einen rechtlichen Rahmen geschaffen, der den Einsatz von fahrerlosen Fahrzeugen im Verkehr auf öffentlichen Straßen im Regelbetrieb ermöglicht – allerdings nur bis Level 4.
Die Frage nach der Haftung bei einem Unfall ist aktuell zentraler Gegenstand der Diskussionen, wenn es um die Entwicklung des autonomen Fahrens geht, da für Hersteller wie Käufer der Schadensersatz bei Unfällen eine entscheidende Rolle spielt. Bei dem so genannten assistierten Fahren (Level 2), also der Nutzung von Assistenzsystemen wie einem Abstandstempomaten oder der automatischen Spurhaltung, ist die Rechtslage klar geregelt: Hier haftet der Fahrer und ist für alle Verkehrsverstöße verantwortlich.
Ab Level 3 spricht man vom hochautomatisierten Fahren. Hier dürfen Autofahrende in bestimmten Situationen die Fahraufgabe vollständig an ein Automatisierungssystem übergeben und ihre Aufmerksamkeit vom Straßenverkehr abwenden. Allerdings: Der Fahrende muss sich stets bereithalten, das Steuer nach Aufforderung innerhalb einer gewährten Reaktionszeit wieder zu übernehmen. Den Fahrersitz zu verlassen oder gar zu schlafen, ist nicht gestattet. Auch hier ist der Fahrer grundsätzlich haftend.
Ab Level 4 und 5 wird es deutlich komplizierter. Die strafrechtliche Verantwortung für Verkehrsverstöße eines autonomen Fahrzeugs muss jeweils im Einzelfall ermittelt werden, d.h. am Ende entscheidet immer ein Gericht. Dort wird geklärt, ob der Unfall durch ein Fehlverhalten des Fahrers verursacht wurde oder es sich um einen Fehler am Fahrzeug handelte und damit die Schuld beim Hersteller oder Betreiber zu suchen ist.
Wie nah sind wir der Vision eines autonomen Linienverkehrs in der Praxis?
Auch wenn der Einsatz von Robotertaxis im Linienverkehr aufgrund der aktuell noch geringeren Geschwindigkeit und flächendeckender Infrastruktur eine Vision bleiben, sind solche sicheren, fahrerlosen Fahrzeugkonzepte mehr als nur Theorie. Beispielsweise durchlaufen wir mit dem prototypischen Level 4-Fahrzeugkonzept RAION mit unseren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am NFF in den kommenden Monaten sämtliche Schritte des Genehmigungs- und Zulassungsverfahrens – mit dem Ziel ab Mitte 2024 ein echtes fahrerloses Personenshuttle im fließenden Verkehr und hohem Takt bzw. nach individuellem Kundenbedarf in Betrieb zu nehmen.
Die Besonderheit im Vergleich zu vielen bisherigen Demonstrationen ist die hohe, verkehrsangepasste Geschwindigkeit von 50 Kilometer pro Stunde eines echten fahrerlosen Fahrzeuges. Dessen Betrieb wird durch dreifach redundante Systeme (zwei davon im Fahrzeug und eine Absicherung über die Infrastruktur) realisiert. Zumindest in Braunschweig wäre das Roboterauto dann keine Vision mehr, sondern ein Stück gelebte Normalität. Doch bis zu einer flächendeckenden vollständigen Automatisierung auf Deutschlands Straßen ist es noch ein weiter Weg. Dabei geht es nicht nur um die Technik – auch müssen die Gesetze weiter geändert und offene Fragen hinsichtlich der Schuldfrage eindeutiger beantwortet werden.
Wie sehen Geschäftsmodelle in Zeiten des autonomen Fahrens aus? Wer könnte Treiber und Betreiber der Entwicklung sein?
Meine Prognose: Software, Services und Daten werden in künftigen Geschäftsmodellen eine immer wichtigere Rolle spielen. Wir sehen bereits heute, dass sich durch die zunehmende Digitalisierung der Mobilität Geschäftsmodelle verändern oder neu entstehen. Autos sammeln bereits heute unentwegt Daten, dieser Trend wird sich weiter verstärken.
Davon können die Halter profitieren, etwa wenn ihnen der Verschleiß von Komponenten und damit zusammenhängend sich anbahnende Defekte angezeigt werden. Auch ist es denkbar, dass beispielsweise Standortdaten an Dienstleister „verkauft“ werden, die daraus eigene Geschäftsmodelle, etwa Mikrowetterberichte, entwickeln. Oder bleiben wir beim Parkhaus: Anstatt des einfachen Abstellens (und Abholens) eines Fahrzeugs, könnte hier ein Art Dienstleistungsmarktplatz entstehen – mit Werkstattservice, Reifenwechsel, Car-Sharing- und E-Scooter-Angeboten. Einige Kommunen setzen bereits Konzepte zu Mobilitätsstationen um, die perspektivisch auch autonome Fahrzeuge integrieren können.
Das automatisierte Parken hat gleich mehrere Vorteile für die unterschiedliche Nutzergruppen in einer Stadt: Zeitersparnis und Komfortgewinn (Autofahrende), bessere Nutzung des öffentlichen Raums (Verwaltung) sowie effizientere Auslastung des Parkhauses oder Parkplatzes durch dichter aneinander parkende Fahrzeuge, weil keine Fahrer mehr ein- und aussteigen muss (Betreiber).
Die Fragen stellte Stephanie Gust
