„Wenn man wirklich verstehen will, wie die Zukunft aussieht, muss man die Wechselwirkung von sozialen und technischen Prozessen verstehen.“

The Quintessence: Sie betrachten in Ihrem Zukunftsinstitut vielfältige Themen – erkennen Sie übergreifende Trends? 

Matthias Horx: Es gibt Modetrends, sozioökonomische Trends, Techniktrends und Megatrends, das sind die Langfristtreiber des Wandels wie etwa die Globalisierung oder die Urbanisierung. Und dann gibt es noch Metatrends, die langfristig die ganze Evolution antreiben. Herman Kahn, der berühmte Zukunftsforscher der 60er Jahre, hat einmal vom „Langfristig Komplexen Trend” gesprochen. Das ist vielleicht sogar das Evolutionsprinzip selbst, also eine Art Weltformel: Immer mehr Komplexität. Wobei man Komplexität nicht mit Kompliziertheit verwechseln darf!

Welche Rolle spielen technologische Ent­wicklungen bei Ihren Blicken in die Zukunft?

M. H.: Technologie ist ein wichtiger Veränderungsmotor, aber eben nicht der einzige. Wenn man wirklich verstehen will, wie die Zukunft aussieht, muss man die Wechselwirkung von sozialen und technischen Prozessen verstehen. Nicht alle Innovationen setzen sich am Markt durch. Momentan haben wir zum Beispiel einen Hype von Robotern, die immer menschenähnlicher aussehen. Ich prognostiziere: Das wird ein Flop. Wir sind zwar einerseits fasziniert von „Künstlichen Menschen”, aber andererseits gruselt es uns auch davor. Das ist ein natürlicher Anti-Reflex. Und wird die Blech- und Plastikkameraden irgendwann zurück in die Labore schicken. Dafür werden sie sich als Industrie­roboter in den Fabriken überall durchsetzen.

„Ich vermute, dass wir erst einmal 20, 30 Jahre pilotiert fahren und die volle Autonomie erst um 2040 oder 2050 einen echten Durchbruch erleben wird.“

Wie wird die Mobilität von morgen aussehen?

M. H.: Generell wird Mobilität sich entmaterialisieren und kulturisieren. Sie wird heute noch eher als funktionale Bewegung von A nach B wahrgenommen. Man fährt überwiegend, weil man „Strecken” zurücklegen muss. Aber das ändert sich. Man kann Distanzen auch immer mehr mit virtuellen Techniken überbrücken, mit Telepräsenz. Wir erleben andererseits auch ein neues Nomadentum, Menschen die immer unterwegs sind und daraus eine Lebensform gemacht haben. Mobilität ist ein Lifestyle.

Welche Rolle spielen dabei autonome Fahrzeuge insgesamt –­­ also auch Schiffe, Flugzeuge oder Bahnen?

M. H.: Wir können davon ausgehen, dass es in allen diesen Bereichen autonomes Fahren geben wird, die Frage ist nur wann. Es könnte sein, dass Schiffe sich sogar besser für die Vollautomatik eignen als Autos. Beim Straßenverkehr ist die Komplexität eben doch gigantisch. Ich vermute, dass wir erst einmal 20, 30 Jahre pilotiert fahren und die volle Autonomie erst um 2040 oder 2050 einen echten Durchbruch erleben wird. Aber dann muss es schnell gehen, denn eine Mischsituation mit teilweisen Selbstfahrern, teilweisen autonomen Fahrzeugen ist systemisch unwahrscheinlich. Bis 2040 werden aber wohl schon die meisten Schienenfahrzeuge automatisch fahren, das ist technisch viel leichter.

Gab es in der Studie „Evolution der Mobilität“­ Ergebnisse beziehungsweise Erkenntnisse, die Sie überrascht haben?

M. H.: Es war schon überraschend, wie deutlich die Bereitschaft der Menschen zu einer anderen Mobilität war. Die Menschen sind, was das Autofahren angeht, extrem gespalten. Einerseits gibt es immer noch 40 Prozent richtige Autofanatiker, für die das Autobesitzen eine undiskutierbare Identitätsfrage ist. Sozusagen die Taliban des Verbrennungsmotors. Andererseits sind die Vielautofahrer enorm durch die Staus genervt, und jetzt kommt auch noch die Dieseldebatte. Es gibt besonders in den Städten einen doch recht hohen Anteil von Leuten, die froh sind, kein Auto mehr zu besitzen – die das geradezu als Befreiung und Lebensqualität begreifen.

Haben Sie in der Studie nur den Straßenverkehr betrachtet?

M. H.: Das war natürlich ein Schwerpunkt, wobei es uns um ein ganzheitliches Verständnis von Mobilitätsprozessen geht. Straßenverkehr ist ja heute noch weitgehend Autoverkehr. Das wird nicht so bleiben. Wir stehen vor der „Kopenhagenisierung” der Städte. Da spielen Autos nur noch eine Rolle am Rande, die Straße gehört dann Fußgängern, Radlern und fliegenden Händlern …

In dem Zusammenhang sprechen sie auch von einer multimodalen Mobilität. Was verstehen Sie darunter?

M. H.: Schlichtweg die nahtlose Verbindung von verschiedenen Verkehrsmitteln­
bis zum Ziel, jederzeit einsetzbar und kombinierbar. Das Tolle am Auto ist ja, dass man von A nach B gelangen kann – mit Gepäck. Das geht in Zukunft auch ohne allzu großen Aufwand mit einer Kombination von, sagen wir – Elektroroller und Lastfahrrad und Zug und Drohne …

Viele Analysten sehen den Zenit der AutomobilBranche in zehn bis 15 Jahren erreicht. Welche Rolle spielt aus Ihrer Sicht das Auto in 2040?

M. H.: Mit solchen Formulierungen wäre ich vorsichtig. Denn einerseits ist die Autobranche schon jetzt an ihrem Zenit angelangt – so, wie sie heute ist, geht es nicht mehr weiter. Aber die Autobranche wird sich ja wandeln, sie wird mit der Energiebranche und der Computerbranche verschmelzen, und dann nennen wir sie vielleicht ganz anders …

Wie werden sich autonome Fahrzeuge auf unser Leben auswirken?

M. H.: Wir tun viele Dinge im Auto, die wir früher im Büro oder zu Hause getan haben. Schlafen, lieben, arbeiten … Allerdings ist das auch heikel, weil zum Beispiel unklar ist, ob das Autofahren nicht irgendwann zur Arbeitszeit dazugehört. Weshalb viele Menschen das Autofahren ja lieben, ist, dass es eine gewisse Entspannungsqualität hat, jedenfalls wenn der Verkehr fließt. Man kann sitzen und Musik hören, als Mitfahrer dösen, befindet sich also in einer sehr unterkomplexen Intensität der Handlung. Das wird von vielen Menschen als Erholung und Autonomie wahrgenommen. Das selbstfahrende Auto könnte das abschaffen, und deshalb sind viele Menschen instinktiv dagegen. Ein anderer Teil mag das Autonom-Auto nicht, weil es die Aggressivität des Autofahrens zerstört. Man kann nicht mehr steuern und rasen, und das Lichthupen auf der Autobahn ist vorbei. Wohin dann mit der ganzen inneren Wut?

Aber werden uns autonome Fahrzeuge nicht auch mehr Freiheiten ermöglichen?

M. H.: Die Freiheit, nicht mehr ganze Jahre seines Lebens mit dem Steuern und Bedienen eines Automobils zu verbringen, wäre eigentlich eine große Befreiung. Allerdings hätte man das auch mit dem Zug, und viele Menschen lieben ihren Sklavenstatus, so wie ja auch viele Menschen es sogar zu genießen scheinen, im Auftrag der Firma Ikea selbst Möbel zu bauen. Wir sind eigentlich ganz gern abhängig von Technologie, die Freiheit ist da wohl zweitrangig.­ Sonst würden die Menschen diese bizarren Stauerfahr­ungen­ wohl nicht hinnehmen.

Hand aufs Herz. Welche Entwicklungen haben Sie persönlich am meisten überrascht, weil Sie diese so gar nicht erwartet hatten?

M. H.: Trump.

Eines Ihrer Bücher heißt „Anleitung zum Zukunftsoptimismus“. Warum sollten wir optimistischer in die Zukunft blicken?

M. H.: Optimismus ist an sich ziemlich blöde, weil meistens blauäugig. Die Klügeren unserer Vorfahren waren keine Optimisten, sonst wären sie vor dem Alter tot gewesen, in dem sie sich fortpflanzen konnten. Ich bin Possibilist. Ich denke in Möglichkeiten und wähle die besseren als die Zukunftsperspektiven, die wir anstreben sollten.

Mobilität 2040: digital organisiert und individuell vernetzt

„Die Herausforderungen für die Mobilität der Zukunft liegen in der individuellen, intelligenten Vernetzung“, so ADAC-Präsident Dr. August Markl anlässlich der Vorstellung der vom Zukunftsinstitut erstellten Studie „Die Evolution der Mobilität“. „Unsere Mobilitätsmuster werden vielschichtiger und komplexer. Uns steht dabei keine disruptive Mobilitätswende bevor, sondern eine evolutionäre Entwicklung und Veränderung, die umso tiefgreifender und grundlegender sein wird.“

Das Bedürfnis nach Sicherheit, Gesundheit, intakter Umwelt und allgemeiner Lebensqualität wird in den kommenden Jahrzehnten weiter an Bedeutung gewinnen, so die Zukunftsstudie. Die Digitalisierung wird zur zentralen Grundlage der Mobilität von morgen. Bei steigendem Mobilitätsbedarf rechnen die Zukunftsforscher bis zum Jahr 2040 auch mit Veränderungen bei der bisherigen Autonutzung. Erwartet wird eine viel stärkere Vernetzung verschiedener Verkehrsträger bei der individuellen Fortbewegung. ÖPNV und Sharing-Angebote werden über digitale Plattformen integriert.

Auch die Entwicklung neuer Lebensstile, bedingt unter anderem durch eine veränderte Arbeitsweise oder die zunehmende Lebensdauer, wirken sich langfristig auf individuelle Mobilitätsmuster aus. Die Forscher rechnen bis 2040 mit vielfältigen Typen und Ausprägungen persönlicher Mobilität. Diese reichen von informationstechnisch versierten „Mobile Innovators“ bis hin zu „Silver Movern“, der anspruchsvollen Gruppe der Mobilen über 75-Jährigen.

Die komplette Studie „Die Evolution der Mobilität“ steht unter www.mobilitaet-2040.de zur Verfügung.

The post Matthias Horx über Evolution und Zukunft der Mobilität appeared first on Future Markets Magazine.

Warum nicht“, meint Prof. Dr. Amos Albert, Geschäftsführer von Deepfield Robotics, auf die Frage, ob er sich auch von einem autonom fahrenden Auto zum Expertengespräch hätte fahren lassen. Prof. Dr.-Ing. Eric Sax, Direktor am FZI Forschungszentrum Informatik in Karlsruhe, ist da zurückhaltender: „Ich möchte nicht in einem Fahrzeug fahren, ohne auf die Fahrbahn zu schauen. Dafür sind die Systeme noch nicht ausgereift genug.“ Darin sind sich im Grunde genommen alle Round-Table-Teilnehmer einig. „Heute gibt es noch kein Fahrzeug auf dem Markt, das mehr als Level 3 hat“, so Jens Kahrweg, General Manager EMEA bei Savari. Das liege aber auch daran, dass die Gesetze noch nicht angepasst und Haftungsfragen noch nicht geklärt sind. Auch Prof. Sax sieht die größte Schwierigkeit nicht in der Technologie, die im Großen und Ganzen bereits verfügbar sei, sondern vielmehr in der Absicherung der autonomen Systeme: „Bei den klassischen Methoden wird geschaut, ob das System die Aktion ausführt, die vorher festgelegt wurde. Doch die Vielfalt der Situationen, die im täglichen Straßenverkehr auftritt, wird mit dieser Vorgehensweise nicht mehr abgebildet werden können.“ Die Ausfallwahrscheinlichkeit von Hardware und Software zu berechnen, reicht nicht, um die Sicherheit eines autonomen Fahrzeugs zu bestimmen, meint auch Dr. Albert. „Wenn sich die Umgebungsbedingungen zu schnell verändern, kann die Sicherheit des Systems nicht berechnet werden. Man braucht andere Methoden.“ Eine Möglichkeit, so der Geschäftsführer von Deepfield Robotics, ist die Bewährtheitsprüfung – also Fahrzeuge möglichst viele Kilometer mit aktivierter Technologie, aber überwacht fahren zu lassen, um die Zuverlässigkeit nachzuweisen. Eine andere Methode ist die Definition von sicheren Zuständen und anschließend sicherzustellen, dass das Fahrzeug diesen Zustand im Krisenfall auch einnimmt. „Dann müssen nicht mehr so viele mögliche Situationen berechnet werden“, so Albert.

„Wird autonomes Fahren als Service verkauft, verringert das auch die Einstiegsbarriere für den Nutzer.“ 

Prof. Dr. Amos Albert, Geschäftsführer, Bosch Deepfield Robotics

KI und V2X in wenigen Jahren verfügbar

Doch die Vielzahl der möglichen Umfeldsituationen, auf die ein autonomes Fahrzeug reagieren muss, bedeutet nicht nur für die Sicherheit und Zuverlässigkeit eine Herausforderung, wie Prof. Sax betont: „Da man nicht alle Ereignisse vorhersehen kann, benötigt ein autonomes Fahrzeug künstliche Intelligenz.“ Damit kann es selbstständig Erfahrungen machen und richtige Reaktionen erlernen. Noch steht die Technologie am Anfang. „Aber in wenigen Jahren ist das keine Barriere mehr“, ist sich Dr. Amos Albert sicher. „Die Rechen-Power ist dann mit Cloud-basierten Systemen und Deep-Learning-Anwendungen vorhanden.“

„Das autonome Fahren wird ganze Geschäftsmodelle
revolutionieren.“

Thomas Staudinger, Vice President Marketing, EBV Elektronik

Das erlernte Wissen sollen die autonomen Fahrzeuge in Zukunft untereinander weitergeben. „Die dafür notwendige Vernetzung der Fahrzeuge fehlt aber heute noch“, meint Jens Kahrweg von Savari. Das im Jahr 2008 gegründete Unternehmen entwickelt die hierfür notwendigen V2X-Lösungen. „So eine Vernetzung würde wie ein weiterer Sensor wirken und eine zusätzliche Redundanz bieten, um die Funktionalitäten eines Fahrzeugs abzusichern.“ Noch existiere der zukünftige Mobilfunk-Standard 5G nicht, doch in fünf Jahren sollte das anders aussehen, meint Kahrweg. „Wie flächendeckend das dann ausgerollt ist und ob es dann tatsächlich das alles kann, was gerade versprochen wird, daran arbeiten wir mit der Industrie. Aber dann sollte die Vernetzung von Fahrzeugen umzusetzen sein.“ Bereits eingeführt ist dagegen der modifizierte WiFi-Standard IEEE 802.11p. „Die spannende Frage ist, ob es in Zukunft beide Technologien parallel geben wird – was auch die Vision von Savari ist. Denn unter anderem könnte mit zwei Systemen die Funktionale Sicherheit für automatisierte Fahrzeuge erhöht werden.“

Eine der größten Herausforderungen autonomer Fahrzeuge ist die Cybersecurity

Vernetzung und umfassende Kommunikation erhöht zwar die Sicherheit, bedeutet aber gleichzeitig auch ein Risiko, wie Thomas Staudinger, Vice President Marketing bei EBV Elektronik, betont: „Jeder Punkt, der an so einem Netz hängt, ist ein mögliches Angriffsziel für Hacker. Bei einem erfolgreichen Angriff könnte nicht nur ein einzelnes Auto manipuliert werden, sondern eine ganze Flotte.“ Besonders in den Over-the-air-Updates zukünftiger Fahrzeuge sieht FZI-Direktor Sax ein Risiko: „Es wird Software auf das Auto gespielt – und es ist eine große Herausforderung zu erkennen, ob die valide ist.“ Mit Hardware-Security–Bausteinen, Signierung und Kryptologie ließe sich ein erster Schutzwall aufbauen. „Wir arbeiten zusätzlich an Verfahren der Anomalie-Erkennung“, erzählt Prof. Sax. Das basiert im Kern darauf, dass die üblichen Signale, die innerhalb des Fahrzeugs von den Komponenten ausgetauscht werden, bekannt sind und auf Plausibilität gecheckt werden können. „In dem Augenblick, in dem ein unbekanntes Muster auftaucht, springt die Anomalie-Erkennung an.“ Im Extremfall kann das Fahrzeug dann in einen sicheren Zustand gebracht werden. „Letztendlich ist die Cybersecurity des Autos eine Frage der Systemarchitektur“, meint Staudinger. „Um hier aber eine Lösung zu erhalten, müssen sich die verschiedensten Parteien an einen Tisch setzen – das werden nicht nur die Autohersteller oder Firmen wie Google oder Facebook sein, sondern die unterschiedlichsten Teilhaber an einem solchen Netz.“

„Die Vernetzung der Fahrzeuge untereinander hat begonnen und die fehlende Vernetzung mit der Infrastruktur wird mit zukünftigen Mobilfunktechnologien flächendeckender ermöglicht werden.“ 

Jens Kahrweg, General Manager Savari EMEA

Umwälzungen für Autohersteller

Jens Kahrweg sieht dabei Vorteile für Autohersteller, die neu auf den Markt drängen: „Für einen Hersteller, der schon seit Jahren Millionen von Autos produziert hat, ist es ungleich aufwändiger, seine Fahrzeugarchitektur entsprechend komplett umzustellen. Jemand, der von null anfängt, kann diesen Innovationssprung viel einfacher bewerkstelligen.“ Überhaupt werden die etablierten Autohersteller durch das fahrerlose Auto mit erheblichen Umwälzungen zu tun bekommen – denn die Schwerpunkte ändern sich und Software spielt eine ganz andere Rolle. Prof. Sax ergänzt: „Daher tanzen uns die Unternehmen aus dem Silicon Valley auf der Nase herum – aber nur bis zu einem gewissen Grad. Denn die klassischen Autohersteller haben anderes Know-how – zum Beispiel zu Massen- und Variantenfertigung. Allerdings müssen gerade die deutschen Autobauer ein Stück weit dazulernen. In Zukunft wird nicht mehr das Spaltmaß darüber entscheiden, ob ein Auto gekauft wird.“ Auch Prof. Amos Albert glaubt nicht an den Untergang der klassischen Autohersteller: „Sicher, in ausgewählten Software-Technologien sind andere Firmen heute sehr stark. Aber alle arbeiten massiv an neuen Algorithmen und irgendwann wird dieser Drops auch gelutscht sein und die alten Stärken werden wieder eine Rolle spielen.“

Entscheidender für den Erfolg der Autobauer wird sein, ob sie ihre Geschäftsmodelle anpassen können – da sind sich alle Round-Table-Teilnehmer einig. „In Zukunft wird nicht mehr ein Auto verkauft, sondern Mobilität“, beschreibt Thomas Staudinger diese Entwicklung weg vom Produkt – hin zum Service. „Vielleicht werden die Hersteller in Zukunft ihre Autos nicht mehr an Privatkunden verkaufen, sondern nur noch an Flottenbetreiber“, meint Jens Kahrweg und denkt an Fahrdienstanbieter wie Uber oder Carsharing-Betreiber wie Car2go. „Wenn ein Autobauer nur noch für Großkunden produziert, kann aus dem OEM sehr schnell ein Tier1 werden“, so Staudinger. „Und wenn der OEM sich zum Mobilitätsdienstleister entwickelt, kann von unten der Zulieferer nachrücken und entsprechende Wertschöpfung übernehmen“, führt Kahrweg die Überlegung weiter.

„Die Elektromobilität mit elektrifizierten dezentralen Stellgliedern und Nebenverbrauchern wird ein Door-Opener für autonome Fahrfunktionen sein.“

Prof. Dr.-Ing. Eric Sax,
Direktor, FZI – Forschungszentrum Informatik

Aus der Nische 

Doch diese Umwälzungen werden nur relevant, wenn sich das autonome Auto tatsächlich am Markt etabliert. Und dazu muss es am besten einen geldwerten Vorteil bringen. „Natürlich ist es ein gutes Ziel, bis 2050 keine Verkehrstoten zu haben“, meint Thomas Staudinger. „Aber letztendlich muss jemand Geld in die Hand nehmen, um autonomes Fahren zu realisieren. Das fällt leichter, wenn ein Plus auf der Profit-seite herauskommt.“ Das ist auch der Grund, warum Prof. Sax felsenfest davon überzeugt ist, dass das autonome Fahren zuerst im Nutzfahrzeugbereich kommt. „Ein Spediteur oder ein Kommunalbetrieb kann schätzungsweise bis zu 50 Prozent seiner Kosten durch autonome Fahrzeuge sparen.“ Das FZI hat zum Beispiel für die Stuttgarter Verkehrsbetriebe errechnet, dass im Jahr weit mehr als 100.000 Euro an Personalkosten gespart werden können, wenn alleine die Fahrten auf dem Betriebshof autonom erfolgen würden. „Das Thema autonomes Fahren wird genau aus diesen Nischen kommen, aus Anwendungen mit überschaubaren Szenarien. Und das ist heute schon machbar“, so Sax.

The post Herausforderungen autonomer Fahrzeuge appeared first on Future Markets Magazine.

Nicht nur ein bisschen neidisch ist Prof. Ernst Dieter Dickmanns, wenn er die Technologien sieht, die den Entwicklern autonomer Fahrzeuge mittlerweile zur Verfügung stehen. „Die Rechenleistung pro Mikroprozessor ist heute fast eine Million Mal so hoch wie zu der Zeit, als wir anfingen. Das Volumen von Rechnern und Sensoren ist kleiner als ein Tausendstel im Vergleich zu damals.“ Damals – das waren die späten 1980er Jahre, als Prof. Dickmanns, geboren 1936, mit der Entwicklung eines autonomen Autos begann. Er setzte schon zu dieser Zeit auf das, was jetzt gemeinhin „maschinelles Sehen“ genannt wird. „Wenn man sich anschaut, welche Rolle Sehen in biologischen Systemen spielt, dann muss es auch für technische Systeme große Vorteile haben“ – mit diesem Gedanken entwickelte er eine Methode, die den Autos das Sehen beibrachte.

Auch ohne große Rechenleistung in Echtzeit sehen

„Das sichere autonome Fahren auf allen Arten von Schnellstraßen halte ich für wichtig.“

„Man konnte bereits 1975 erkennen, dass die Rechenleistung pro Mikroprozessor in vier bis fünf Jahren um den Faktor 10 zunahm“, erinnert sich Prof. Dickmanns. 1975 war das Jahr, in dem er, knapp 40 Jahre alt, an die Universität der Bundeswehr in München wechselte. „Bis zu meiner Pensionierung war zu erwarten, dass die Rechenleistung um den Faktor eine Million zunehmen würde. Dies sollte reichen, um Videoauswertungen in Echtzeit zu -ermöglichen, was eine völlig neue technische Errungenschaft wäre.“ Dickmanns begann mit seinem Team eine Methode zu entwickeln, die das „Rechnersehen“ schon vor seiner Pensionierung Realität werden lassen sollte. Bei diesem 4D-Ansatz, wie er die Methode nennt, werden die von Kameras aufgezeichneten Informationen digitalisiert und nur als abstrakte Linien mit benachbarten Grauwertflächen vom Rechner verarbeitet. Statt, wie damals allgemein üblich, das jeweils aktuelle Bild mit dem vorherigen zu vergleichen, verwendete er Bewegungsmodelle im 3D-Raum und integrierte die Zeit (daher der Name „4D“), um den beobachteten Prozess in der realen Welt zu verstehen. Mit diesen Modellen wurden die erwarteten Merkmale im nächsten Bild vorhergesagt. So fallen wesentlich geringere Datenmengen an: Selbst mit den damaligen Prozessoren konnten vereinfachte Szenen in 100 Millisekunden verarbeitet werden – was in der Automatisierung Echtzeit entspricht.

Von München nach Kopenhagen – fast vollständig autonom 

Das erste so ausgerüstete Fahrzeug fuhr bereits 1987 autonom auf abgesperrten Teststrecken. Die Technik dafür füllte im wahrsten Sinne Schränke – das erste Testfahrzeug war ein Mercedes-Transporter mit fünf Tonnen Nutzlast: VaMoRs (Versuchsfahrzeug für autonome Mobilität und Rechnersehen) bot ausreichend Kapazitäten, um einen Stromgenerator und mehrere Meter Industrie-Schaltschränke für die Elektronik unterzubringen. Doch schon wenige Jahre später war der Platzbedarf deutlich geschrumpft: Die Fahrzeuge VaMP der Universität der Bundeswehr und ViTA-2 von Daimler basierten beide auf einer Mercedes-Limousine und waren ein Ergebnis des von der europäischen Autoindustrie initiierten Projektes Prometheus. Beide Projekte wurden von Prof. Dickmanns betreut. Ab 1993 konnten diese Autos auf Straßen mit normalem Verkehr völlig autonom fahren. Die Krönung war eine Fahrt von München nach Kopenhagen: Die 1.700 Kilometer lange Strecke legte das Testfahrzeug zu 95 Prozent ohne Intervention des Fahrers zurück, wechselte die Spur, überholte andere Autos und erreichte eine Höchstgeschwindigkeit von 175 Kilometern pro Stunde. Damals eine Sensation – und auch für aktuelle selbstfahrende Pkw noch ein Maßstab. Heute ist der 4D-Ansatz aus autonomen Fahrzeugen nicht mehr wegzudenken – und Prof. Ernst Dieter Dickmanns weltweit als der Pionier anerkannt, der dem Auto das Sehen beibrachte.

Rezept für erfolgreiches Forschen

Bis zu seiner Pensionierung in 2001 entwickelte er noch viele weitere Lösungen rund um das Rechnersehen und das autonome Fahren. Nach seinem Erfolgsrezept gefragt, nennt er vier Punkte: „Die Überzeugung von der Überlegenheit der eigenen Idee, das Einwerben einer ausreichenden Summe an Forschungsmitteln, die Auswahl entsprechend qualifizierter Mitarbeiter und Doktoranden sowie viele intensive Gespräche mit Partnern aus der Industrie und mit internationalen Fachkollegen auf Tagungen.“ Wer dies – neben der eigenen Kreativität – in ein Projekt einbringen kann, hat in seinen Augen das Zeug zu einem erfolgreichen Forscher und Erfinder. Allerdings machte Dickmanns nicht nur gute Erfahrungen in seinem Berufs- und Forscherleben. So rät er rückblickend: „Bei der Auswahl der Partner in Industrie und Forschung würde ich noch vorsichtiger sein und wesentliche Punkte schriftlich fixieren.“

Mit gutem Gefühl 

Doch Prof. Dickmanns ist noch lange nicht im Ruhestand. Nach wie vor verfolgt er die aktuellen Entwicklungen rund um das autonome Fahren, hält Vorträge und hat immer noch Ideen, wie man das maschinelle Sehen verbessern kann: „Beim derzeitigen Stand der Technik würde ich gleich auf Lösungen zielen, die sich in biologischen Systemen bewährt haben. So würde ich kleine Fahrzeugaugen mit dynamischer Blickrichtungs-Stabilisierung und -Steuerung einsetzen, die am oberen Ende des A-Holms links und rechts im Pkw integriert sind.“

Würde er heute tatsächlich mit einem guten Gefühl in einem vollautonomen Auto fahren? „Wenn es das gäbe – ja“, ist seine klare Antwort. Er könnte sich auch vorstellen, eines der neuen Autos zu kaufen, die selber einparken können und im Stau autonom fahren: „Wobei ich auf das Einparken keinen großen Wert lege; das sichere autonome Fahren auf allen Arten von Schnellstraßen halte ich aber für wichtig.“

The post Der Pionier des maschinellen Sehens appeared first on Future Markets Magazine.

The Quintessence: Hand aufs Herz – würden Sie heute schon in einem autonomen Fahrzeug mitfahren?

Frank-Steffen Russ: Ja, ich habe das sogar schon gemacht. Allerdings entsprach das Testfahrzeug dem Autonomielevel 3 bis 4 und war damit noch etwas weg von einem echten Roboterfahrzeug. Grundsätzlich gilt aber, dass man die Grenzen der eingesetzten Technologie kennen sollte. Viele der heute als autonom bezeichneten Fahrzeuge sind noch in der Erprobungsphase und erfordern immer noch Interaktion mit dem Fahrer, zum Beispiel in Gefahrensituationen. Darauf muss man sich als Nutzer einstellen.

Welche Rolle spielen autonome Fahrzeuge für EBV?

F.-S. R.: Autonome Systeme sind ein zentrales Thema in unseren Marksegmenten Industrie, High-REL und Automotive. Für autonomes Fahren, Fliegen oder Arbeiten sind verschiedene Disziplinen erforderlich. Diesen Blick über den Tellerrand kann EBV bieten, denn wir sind in den unterschiedlichsten Anwendungsbereichen tätig – Aktuatorik, Umfeldsensorik, Sensorfusion, Konnektivität und in übergeordneten Themen wie Bordnetz-Strukturen, Security und Daten-Management. Somit kann EBV segmentübergreifend einen großen Beitrag leisten: Im Bereich Umfeldsensorik unterstützen wir zum Beispiel Radartechnologien mit Produkten aus unserem RF- & Wireless-Segment, im LightSpeed-Segment bieten wir Lösungen für das Thema Lidar oder im High-End-Segment kamerabasierte Technologien oder Lösungen zur Sensorfusion nebst KI. In der Konnektivität können wir mit den Technologiesegmenten RF & Wireless und Security & Identification zwei wesentliche Bestandteile zur Vernetzung von Fahrzeugen abdecken. Gepaart mit branchenspezifischem Know-how aus den Marktsegmenten sind wir also in der Lage, einen umfassenden Beitrag zur Evolution von autonomen Fahrzeugen zu leisten.

Welche Rolle spielen Halbleiter grund­sätzlich beim autonomen Fahren? 

F.-S. R.: Die Halbleitertechnologie ist heute in der Lage, die für autonomes Fahren notwendigen Systeme zu unterstützen. Highspeed-Datennetze, die Grundlage für vernetzte Fahrzeuge, können mit ihnen sowohl drahtgebunden als auch drahtlos realisiert werden. Die Verkehrswegeplanung profitiert von modernsten Rechenzentren, selbst hochkomplexe Verkehrssituationen können dank leistungsstarker Prozessoren simuliert und optimiert werden. Und das Fahrzeug selbst profitiert von einer immer höher integrierten Rechnertechnologie – vor allem von Multi-Core-Systemen, die in Automobilqualität und zu einem bezahlbaren Preis angeboten werden. Fahrerassistenzsysteme leisten heute unter Einsatz modernster Halbleiter schon einen maßgeblichen Beitrag, Unfälle und kritische Situationen im Straßenverkehr funktional sicher zu vermeiden.

Welche elektronischen Komponenten ­bietet EBV denn im Einzelnen für die Realisierung eines autonomen Fahrzeugs?

F.-S. R.: In aller Kürze: Halbleiter, gepaart mit Know-how. Ein autonomes System muss funktional sicher aufgebaut sein. Das erfordert Komponenten – von der einfachen Diode über einen Sensor bis hin zum komplexen Multi-Core-µC-System –, die den höchsten Anforderungen an Robustheit, Fehlertoleranz und Zuverlässigkeit gerecht werden.

Wie kann EBV darüber hinaus Unternehmen helfen, ihre Ideen eines autonomen Fahrzeugs erfolgreich zu realisieren?

F.-S. R.: Das Bauelement spielt die zentrale Rolle in unserem Vertriebskonzept. Doch neben der Technologieberatung wird das System-Know-how immer wichtiger, um derart komplexe Strukturen wie autonome Systeme zu realisieren. Hier bringen wir Unternehmen mit Ideen mit den richtigen Systempartnern zusammen. Sie bieten Hardware, Software, Design-Support, Produktion und vieles mehr für die Realisation der Produktidee an. Zudem unterstützen wir unsere Kunden zusammen mit den Halbleiterherstellern mit den richtigen Werkzeugen und Referenzplattformen. So können unsere Kunden ihre Entwicklungszeit deutlich verkürzen – oder als „Quereinsteiger“ die neuesten Technologien für ihre Produktidee nutzen.

Vernetzung ist ja beispielsweise ein großes Thema bei Wearables. Könnten Sie sich hier Technologien vorstellen, die auch für autonome Fahrzeuge interessant sind? 

F.-S. R.: Ja klar – ein Beispiel aus meiner eigenen Erfahrung mit Hörgeräten: Die Hearables können zwar viel, doch die immer leiser werdenden Fahrzeuge, besonders die Elektroautos, stellen eine Herausforderung für die Systeme dar. Warum also nicht gleich die Hearables zum Bestandteil der V2X-Kommunikation werden lassen und intelligente Warnungen vom Fahrzeug direkt ins Ohr des Fußgängers flüstern?

Darüber hinaus wird das autonome Fahrzeug durch seine Umfeldsensorik eine Vielzahl an Daten erfassen, die auch anderswo genutzt werden könnten. Ganz simples Beispiel ist eben das Wetter: Hier kann das Fahrzeug zum Sensor für aktuelle lokale Niederschläge werden – die dann etwa von der Landwirtschaft oder für die Planung von Sportveranstaltungen genutzt werden können. Das vernetzte Fahrzeug wird nicht nur Daten zum Verkehrsfluss empfangen, sondern die Daten aus seinem Umfeld direkt an die nahen Verkehrsteilnehmer oder eben über einen Cloud-Server an das Internet und damit an die unterschiedlichsten Nutzer geben.

Mit Vernetzung und Autonomie wird auch ­Cybersecurity immer wichtiger. Was bietet EBV hierzu?

F.-S. R.: Mit unserer Segmentstrategie bieten wir potenziell „Best Practice“‘ aus allen Bereichen an – Cybersecurity wird bei uns vom Technologiesegment Security & Identification unterstützt. Damit stellen wir sicher, dass unsere Kunden immer auf dem neuesten Stand der Technologie und der angewandten Verfahren beraten werden.

Wie sieht es bei Kommunikationstechniken aus? Aus dem Smart Building kommt zum Beispiel LiFi, also quasi WLAN per Licht. Können Sie sich da auch Anwendungen vorstellen? 

F.-S. R.: Wird ein Fahrzeug mit Funk vernetzt, zum Beispiel per WLAN, dann wird das Umfeld sicherlich ebenso angebunden. Bleiben wir auf DSRC, also der „Dedicated Short Range Communication“, reden wir immer über ein System, das in Echtzeit Daten austauscht. Hier kann LiFi durchaus als Alternative angesehen werden. Bereits heute ließen sich hierfür LED-Tagfahrlichter, -Scheinwerfer oder -Rückleuchten verwenden. Damit wäre die Kommunikation zu Ampeln oder Verkehrsleitsystemen ohne „Funkbelastung“ im Sichtbereich möglich.

Aus Ihrer Sicht: Wie glauben Sie werden ­autonome Fahrzeuge die Mobilität, wie wir
sie kennen, verändern? 

F.-S. R.: Um die Ziele der WHO und der EU zu erreichen, bis 2050 einen sicheren Verkehr zu ermöglichen, sind autonome Fahrzeuge unerlässlich. Dies ist auch der Zeithorizont, den ich für die Veränderungen sehe. Sicherlich werden wir in zehn bis fünfzehn Jahren den Level 5 beim autonomen Fahren technologisch erreicht haben. Doch bis die Technologie, die zunächst im Premium-Segment eingeführt werden wird, in der Fläche verfügbar ist, werden dann noch einige Jahre vergehen.

Die autonome landwirtschaftliche Maschine wird es uns erlauben, Bodenverdichtungen zu minimieren, indem sie Konzepte wie „Swarm Farming“ ermöglicht. Das wird den Ackerbau massiv verändern.

Im Transportwesen kann der autonome Lkw das Berufsbild „Trucker“ vom reinen Fahrer zum mobilen Spediteur, Disponenten und Bewacher der Fracht ändern. Der Fahrerarbeitsplatz wird zum mobilen Büro.

Luftfahrt, aber auch die Schifffahrt, profitieren derzeit davon, dass das Verkehrsaufkommen überschaubar ist. Hier sind autonome Prozesse bereits eingeführt, müssen aber weiter vollautomatisiert werden, wenn das Verkaufsaufkommen zunimmt.

The post Entwicklung autonomer Fahrzeuge appeared first on Future Markets Magazine.

Das Auto selber hacken

Das amerikanische Unternehmen Comma.ai hat Panda, eine Art Dongle, auf den Markt gebracht, das an die OBD-2-Schnittstelle eines Autos angeschlossen werden kann. Mit ihm lassen sich alle Daten, die im Fahrzeug erzeugt werden, auslesen. Zusammen mit dem Software-Tool Cabana können die Nutzer ihr eigenes Auto „hacken“ und seine Systeme modifizieren. So könnten zum Beispiel teilautonome Funktionen wie eine automatische Geschwindigkeitsregelung oder ein Bremsassistent programmiert werden – vorausgesetzt, das Auto verfügt über entsprechende Sensoren.

Entwickelt hat das Gerät George Hotz – in der Hacker-Szene berühmt, da er mit 17 Jahren als Erster ein iPhone gehackt hat und mit 20 in die Playstation 3 eingedrungen ist. Ursprünglich wollte Hotz ein komplettes „Selbstfahr-Kit“ für unter 1.000 Dollar verkaufen. Doch nachdem die Highway Traffic Safety Administration entsprechende Prüfungen und Nachweise gefordert hatte, gab Hotz das Projekt auf – die notwendigen Tests seien zu teuer.

Hotz Vision ist, ein offenes Betriebssystem für selbstfahrende Autos zu entwickeln, das wie Android auf einer Vielzahl von Geräten, sprich Pkw-Marken läuft. Dazu hat er ein Set an Software-Lösungen entwickelt: Die „Chffr“-Cloud-App ist eine Dashcam-App, über die Fahrten aufgezeichnet werden können. Wird die App mit Panda gekoppelt, lassen sich auch alle Sensordaten aufzeichnen und in die Cloud laden. Comma.ai will diese Daten nutzen, um zukünftige autonome Fahrfunktionen zu verbessern. Davon soll schließlich auch Openpilot profitieren – eine von Comma.ai entwickelte Open-Source-Software, mit der selbstfahrende Funktionen über den Panda-Dongle in ein Auto integriert werden können.

Nach eigenen Angaben verfügt Comma.ai bereits über die Daten von mehr als 1 Million gefahrenen Meilen und über das drittgrößte Netzwerk an Datenlieferanten hinter Tesla und Waymo. Hotz‘ Ziel ist, autonomes Fahren auf Level 3 zu ermöglichen – wozu er kostengünstige Hardware verkaufen und einen monatlichen Beitrag für die Mitgliedschaft im Comma-Netzwerk erheben will. Mit immer mehr Nutzern, die Daten von immer mehr Straßen liefern, soll die Gesamtlösung schließlich sogar Fahren auf Level 4 oder 5 ermöglichen.

www.comma.ai

Unterstützung für den Winzer

Das französische Unternehmen Naïo Technologies hat sich auf Roboter für die Landwirtschaft und den Weinbau spezialisiert. So unter anderem Bob – ein autonomer Roboter auf Kettenlaufwerken, der den Winzer von beschwerlichen Aufgaben wie Unkrautjäten oder Bodenbearbeitung entlastet. Bob bewegt sich selbstständig entlang der Pflanzenreihen, jätet sowohl zwischen den Rebzeilen als auch zwischen den einzelnen Rebstöcken und wechselt ohne menschliches Eingreifen die Zeilen.

www.naio-technologies.com

Meeresdaten effizienter sammeln

Saildrone mit Sitz in Kalifornien entwickelt und produziert eine Flotte autonomer, von Wind und Sonne angetriebener Wasserfahrzeuge. Sie sollen das kosteneffiziente Sammeln von Meeresdaten in großem Maßstab ermöglichen. Damit sollen neue Erkenntnisse für Wettervorhersagen, den globalen Kohlenstoff-Kreislauf, die Fischereiindustrie und den Klimawandel gewonnen werden. Die Segeldrohnen navigieren selbstständig zum angewiesenen Ziel, halten dort die Position oder fahren bestimmte Suchmuster ab.

www.saildrone.com

Fliegendes Taxi

Jedem Menschen den Traum vom Fliegen möchte Volocopter erfüllen. Die deutsche Firma entwickelt senkrechtstartende, vollelektrische Multikopter für den Personentransport und als Schwerlastdrohnen. Die technische Plattform lässt den pilotierten, ferngesteuerten und vollautonomen Flugbetrieb zu. Eine hohe Redundanz aller kritischen Komponenten sorgt bei den fliegenden Taxis für hohe Sicherheit. In 2018 soll der erste Volocopter mit Zulassung auf den Markt gebracht werden.

www.volocopter.com

Taxi, Auto und Bus in einem

Mit italienischem Design und amerikanischem Know-how entwickelt Next ein smartes Transportsystem für den Straßenverkehr, das auf einem Schwarm modularer, selbstfahrender Fahrzeuge basiert. Jedes dieser elektrisch angetriebenen Module kann sich mit anderen Modulen verbinden und wieder trennen. Passagiere sollen sich ein Fahrzeug per App bestellen können. Fahren mehrere Module ein Stück die gleiche Strecke, verbinden sie sich zu einer Fahrzeugkette. So soll Energie und Platz auf den Straßen gespart werden.

www.next-future-mobility.com

(Bildnachweis: Comma.ai; Next Future Mobility; Tien Tran/Naio Technologies; Volocopter; Saildrone)

The post Autonomes Fahren | Start-Ups appeared first on Future Markets Magazine.