Autonomes Fahren: Wie funktioniert Fahren ohne Fahrer?

Selbst­fah­rende Autos im alltäg­lichen öffent­lichen Stra­ßen­ver­kehr sind ein großes Ziel der Auto­mobil­branche. Derzeit gibt es schon einige Tests namhafter Hersteller. Wir möchten den aktu­ellen Stand der auto­nomen Fahr­zeuge beleuchten. Dabei erör­tern wir die verschie­denen Abstu­fungen, gehen auf den tech­nischen Hinter­grund sowie die Sicher­heit ein und schil­dern Vor- und Nach­teile dieser Errun­gen­schaft. Zudem führen wir Sie auf eine Reise von den Anfängen bis zur Gegen­wart der selbst­fah­renden Autos. Die Entwick­lung begann bereits vor fast 100 Jahren.

Das Fahr­zeug wird sein eigener Herr

Ohne Hand am Steuer
Honda In vielen Science-Fiction-Werken gehören selbst­fah­rende Autos zum tägli­chen Leben. Bis der Mensch im eigenen Vehikel nur noch Passa­gier ist, wird es aber wohl noch eine ganze Weile dauern. Abge­sehen von den noch zu erfor­schenden Tech­nolo­gien müssen auch sicher­heits­rele­vante und ethi­sche Fragen beant­wortet werden. Grund­sätz­lich sind bislang fünf Abstu­fungen für auto­nomes Fahren spezi­fiziert. Autonomes Fahren Level 1
Bild: ADAC Hierbei wird auf intel­ligente Assis­tenz­sys­teme wie Tempomat für die einzu­hal­tende Geschwin­dig­keit, Abstands­regel­tem­pomat für das Bremsen oder Beschleu­nigen je nach Distanz zu voraus­fah­renden Wagen und Spur­hal­tesys­teme zurück­gegriffen. Es gilt, dass der Fahr­zeug­führer stets die Kontrolle behält und den Verkehr unun­ter­bro­chen im Blick haben muss. Bei herbei­geführten Unfällen haftet der Fahrer. Autonomes Fahren Level 2
Bild: ADAC Für diese Abstu­fung kombi­nieren die Auto­bauer verschie­dene Systeme, damit das Fahr­zeug etwa zugleich die Spur halten, bremsen und beschleu­nigen kann. Zudem kommen weiter­ent­wickelte Lösungen, etwa der Über­hol­assis­tent und das auto­mati­sche Einparken, zum Einsatz. Auch bei diesem Modus muss der Fahrer sein Vehikel stets beherr­schen und haftet bei verur­sachten Verkehrs­ver­stößen sowie Unfällen. Autonomes Fahren Level 3
Bild: ADAC Erst ab diesem Stan­dard ist es dem Fahrer erlaubt, sich vorüber­gehend vom Steuer und Verkehr abzu­wenden. Dabei ist es unter anderem gestattet, eine Zeitung zu lesen oder sich anderen Personen zuzu­wenden. Wenn es das System verlangt, muss jedoch umge­hend die Kontrolle über­nommen werden. Es ist davon auszu­gehen, dass Level-3-PKWs zunächst auf deut­schen Auto­bahnen in Aktion treten. Eine Haftung bei Kolli­sionen besteht weiterhin. Autonomes Fahren Level 4
Bild: ADAC Level 4 über­gibt dem Auto­mobil die volle Verant­wor­tung. Der Fahr­zeug­führer wird im voll­auto­mati­sierten Modus zum Passa­gier und haftet entspre­chend nicht für Unfälle und Schäden. Es ist den Insassen erlaubt zu schlafen, ihr Handy zu benutzen, zu lesen oder sich ander­weitig zu beschäf­tigen. Das Auto muss dazu fähig sein, bestimmte Stre­cken, wie Auto­bahnen und Park­häuser selbst­ständig zu bewäl­tigen. Dabei muss ein Passa­gier nicht zwin­gend an Bord sein. Autonomes Fahren Level 5
Bild: ADAC In dieser finalen Abstu­fung gibt es keinen Fahrer mehr. Das Auto­mobil erle­digt alle Aufgaben von sich aus. Die KI muss auch mit komplexen Verkehrs­situa­tionen problemlos klar­kommen. Dazu zählen etwa Kreu­zungen und Kreis­ver­kehre sowie das Verhalten an Zebra­streifen. Da ausschließ­lich Passa­giere im Fahr­zeug sind, entfällt eine Haftung bei Verkehrs­delikten.

Tech­nologie / Vor- und Nach­teile

Welche Tech­nolo­gien werden benö­tigt?

Je nach Grad der auto­nomen Fähig­keiten kommen unter­schied­liche Assis­tenz­sys­teme zum Einsatz, welche von diversen Kompo­nenten verwaltet werden. So orien­tiert sich das Fahr­zeug durch Kameras und Sensoren, etwa Ultra­schall­mes­sung oder Radar-Abstands­mes­sung (Lidar), im Stra­ßen­ver­kehr. Zur weiteren Konnek­tivität zählen heut­zutage LTE und demnächst 5G. Beson­ders 5G soll durch seine kurze Latenz bei der Kommu­nika­tion zwischen Fahr­zeugen (V2V, Vehicle to Vehicle) eine große Rolle spielen und für mehr Sicher­heit sorgen. Automotive-SoC
Nvidia Um von diesen Kompo­nenten Gebrauch zu machen, wird eine KI (Künst­liche Intel­ligenz) benö­tigt. Die Grund­lagen hierfür sind zum einen die Soft­ware, welche die Auto­mobil­bauer meist selbst entwi­ckeln und zum anderen die Chip­sätze (SoCs). Letz­tere werden beispiels­weise von Nvidia und Qual­comm herge­stellt. Nvidias kommende Auto­motive-Platt­form Orin und beson­ders die für 2025 geplante Basis Atlan mit ihrer Rechen­leis­tung von 1000 TOPS wirken viel­ver­spre­chend.

Qual­comm bereitet indes seine Snap­dragon Auto­motive 5G-Lösung vor.

Vor- und Nach­teile des auto­nomen Fahrens

Rein recht­lich sind gemäß dem inter­natio­nalen Über­ein­kommen über den Stra­ßen­ver­kehr der UNO in unserer Region keine voll­ständig auto­nomen Autos im Alltags­ein­satz erlaubt. Laut Artikel 8, Absatz 1 muss „jedes Fahr­zeug und mitein­ander verbun­dene Fahr­zeuge, wenn sie in Bewe­gung sind, einen Führer (Lenker) haben“ Bislang gibt es keine Vorbe­halte gegen diese Rege­lung. Nicht der UN-Konven­tion zuge­hörige Länder wie die USA und China sind nicht an diese Vorgaben gebunden. Auto-Sensorik
Sixxt Prin­zipiell ist es das Ziel von selbst­fah­renden Autos, dass sie eine erhöhte Verkehrs­sicher­heit und somit weniger Unfälle, frei nutz­bare Zeit für die Insassen und eine gerin­gere Umwelt­beein­flus­sung durch einen opti­malen Verkehrs­fluss errei­chen. Außerdem könnten sie für die Gesell­schaft eine wich­tige Rolle spielen, da einge­schränkte oder ältere Personen mobiler wären. Als poten­zielle Nach­teile werden Unklar­heiten beim Daten­schutz und Unfälle durch Soft­ware­fehler erachtet.

So zwei­felt etwa die Deut­sche Gesell­schaft für Verkehrs­psy­cho­logie an, ob „die Zuver­läs­sig­keit eines Menschen durch die einer Maschine ersetzt werden kann.“ Außerdem bestehen ethi­sche Bedenken, beispiels­weise, ob ein Computer zwischen einem Puppen­wagen und einem Kinder­wagen unter­scheiden könnte. Ein instink­tives und mora­lisches Handeln wie es der Mensch besitzt, kann eine KI nicht adäquat nach­ahmen.

Geschichte des auto­nomen Fahrens

Schon früh im Auto­mobil­zeit­alter spielten Erfinder mit dem Gedanken, Fahr­zeuge irgend­wann ohne Führer durch die Straßen zu schi­cken. Bis zum aktu­ellen Stand der Technik wurden viele Meilen­steine beim Funk, den Assis­tenz­sys­temen und der Sensorik erreicht. Wir listen in einer Zeit­leiste wich­tige Errun­gen­schaften.

1925 bis 1959

1926 Chandler
Houdina Das funk­gesteu­erte Auto­mobil 1926 Chandler, auch als „Linrrican Wonder“ titu­liert, feierte 1925 sein Debüt. General Motors demons­trierte 1939 ein funk­gesteu­ertes Auto, welches mit elek­tro­magne­tischen Verbin­dungen in der Straße arbei­tete. Ende der 1950er wollte Cadillac ein Kolli­sions­warn­system heraus­bringen, was aller­dings verworfen wurde.

1960 bis 1991

In den 1960ern führte Citroën Tests mit dem fahrer­losen Citroën DS durch. Das Verfahren basierte auf magne­tischen Kabeln in der Straße. Rund 20 Jahre später probierte sich Mercedes-Benz an einem sicht­gesteu­erte Roboter-Van. Anfang der 1990er über­raschte Mitsu­bishi mit einem Laser-basierten Abstands­regel­tem­pomat. Eine Rück­fahr­kamera war indes das High­light des 1990er Toyota Soarer Limited.

1995 bis 1999

Das Jahr 1995 brachte gleich mehrere Höhe­punkte der Auto­mobil­branche hervor, etwa ein Radar-basiertes Kolli­sions­warn­system und ein Roboter-Auto von Daimler. Mit ALVINN (Auto­nomous Land Vehicle In a Neural Network) machte schließ­lich die Fahr­zeug-KI große Fort­schritte. Mercedes-Benz brachte 1999 die Serien S und CL mit einem Radar-basierten Abstands­regel­tem­pomat heraus.

2000 bis 2007

Lexus LS 460 Sedan
Lexus Europa konnte sich Anfang des Jahr­tau­sends als Vorreiter des Spur­hal­teas­sis­tenten in diversen LKWs einen Namen machen. Honda und Mercedes lieferten 2003 ein auto­mati­sches Brems­system. Clever war auch 2005 das System zum Reagieren bei toten Winkeln im Volvo S80. Der Lexus LS 460 Sedan durfte sich 2006 wiederum als erstes selbst­par­kendes Auto bezeichnen. Die Nissan-Marke Infi­niti führte 2007 ein Fahr­zeug mit vier Kameras und Vogel­per­spek­tive ein.

2014 bis 2016

Die National Highway Traffic Safety Admi­nis­tra­tion (NHTSA), Nord­ame­rikas Bundes­behörde für Straßen- und Fahr­zeug­sicher­heit, erließ 2014 ein Gesetz, das Backup-Kameras für Autos ab Baujahr 2018 verpflich­tend machte. Seit 2016 sind alle Vehikel von Tesla hard­ware­seitig zu voll­auto­nomen Fahren fähig. Im selben Jahr führte Singapur den ersten selbst­fah­renden Taxi-Service (nuTonomy) ein.

2017 bis 2018

Audi plante 2017 einen für Level 3 spezi­fizierten Audi A8 zu veröf­fent­lichen, welcher bis zu 60 km/h voll­ständig autonom agieren sollte. Dieses Vorhaben wurde einge­stellt. Aller­dings star­tete Google im selben Jahr erste Tests voll­kommen selbst­fah­render Autos (Waymo). Ein tragi­sches Ereignis fand 2018 statt, als es den ersten tödli­chen Unfall durch ein auto­nomes Fahr­zeug gab. In der Schweiz machte sich 2018 außerdem der erste fahrer­lose Bus auf den Weg.

2019 bis 2021

Hybrid EX
Honda Eine Verord­nung für auto­mati­sche und voll­auto­mati­sche Autos wurde Ende 2019 vom Euro­päi­schen Parla­ment erlassen. Ein Jahr später veröf­fent­lichte Tesla eine Beta­ver­sion seiner Soft­ware für voll­auto­mati­sche PKWs. Seit diesem Früh­ling bietet Honda in Japan den Hybrid EX mit hoch­auto­mati­siertem Fahren (Level 3) an.

Das Elektro-Auto bewegt die Menschen und die Gemüter. Viel fühlen sich an die Anfänge des Mobil­funks erin­nert: Neue Technik, komplexe Tarife, Roaming-Abkommen und viele Fall­stricke.