Autonomes Fahren

Mensch, Auto, ich rede mit dir!

Von Piotr Heller
 - 04:14

Im Jahr 2013 hielt eine ältere Dame die Zukunft auf. Damals versuchte sich Daimler an der sogenannten „Bertha-Benz-Fahrt“. Die Ingenieure des Konzerns wollten, so wie Bertha Benz im Jahre 1888, die Strecke von Mannheim nach Pforzheim zurücklegen. Jedoch nicht in einem gewöhnlichen Auto: Eine zum selbstfahrenden Fahrzeug umgebaute Oberklasselimousine sollte autonom durch das nördliche Baden-Württemberg navigieren. Zwar saß dennoch ein menschlicher Fahrer am Steuer, um im Notfall einzugreifen, doch alles lief gut. Bis an einem Zebrastreifen eine alte Dame auftauchte.

„Unser Testwagen nahm an, dass die alte Dame den Zebrastreifen überqueren wollte, und blieb stehen“, erzählt Alexander Mankowsky, der bei Daimler für die Zukunftsforschung zuständig ist. Da hatte sich der Wagen geirrt - die Dame wollte ihn vorbeilassen und danach ganz in Ruhe die Straße überqueren. „Also hat sie dem Auto gewinkt, nach dem Motto: ,Fahr du erst mal! Ich brauche meine Zeit.‘ Das war ein ganz normales Sozialverhalten“, sagt Mankowsky. Weil Maschinen aber keine gute soziale Wahrnehmung besitzen, dafür jedoch geduldig sind, habe das Auto gewartet. Für die Dame sei das ein unhöfliches Verhalten gewesen, sagt Mankowsky. Schließlich habe sich der Fahrer gezwungen gesehen, die Automatik auszuschalten und eigenhändig über die Zebrastreifen zu fahren.

Fast alle großen Hersteller arbeiten derzeit an selbstfahrenden Autos. Doch die Begebenheit bringt eine ihrer Schwierigkeiten auf den Punkt. Denn noch sind Autos im Straßenverkehr eine Art Einheit aus Mensch und Maschine. Wenn man den Menschen aus dieser Einheit entfernt, weil man ein autonomes Auto entwickelt, dann muss das Auto selbst menschlicher werden. Es muss mit Fußgängern und menschlichen Autofahrern kommunizieren und sich in gewissen Situationen über Verkehrsregeln hinwegsetzen. Aber das ist nicht so einfach.

Berthold erforscht die Eigenheiten der Kommunikation im Verkehr

An der Universität der Bundeswehr in München erforscht Berthold Färber die Eigenheiten der Kommunikation im Straßenverkehr. Eine Reise nach England hat ihn vor langer Zeit auf diese Idee gebracht. „Damals habe ich bei unklaren Verkehrssituationen immer den Fahrer des anderen Autos angeschaut, doch der hat keine Miene verzogen“, sagt Färber. Sein Fehler war, dass er aus Gewohnheit den Beifahrern ins Gesicht sah, schließlich sitzen die in England auf der Seite, auf der unsereiner den Fahrer vermutet. Das sei ein Schlüsselerlebnis gewesen. Ihm sei klargeworden, wie wichtig die Kommunikation zwischen Verkehrsteilnehmern ist. „Das ist weit mehr, als man sich vorstellt“, sagt Färber.

Für ein Auto-Auto heißt das, dass es zunächst die Absicht eines Fußgängers erkennen muss. Anders als bei anderen Kraftwagen kann man beim Fußgänger nicht aus seiner Position und Geschwindigkeit berechnen, wo er sich in einigen Sekunden befinden wird. „Fußgänger sind hochdynamische Elemente, die können relativ schnell die Richtung ändern“, sagt Färber. Woran erkennt man also zum Beispiel, ob ein Fußgänger, der auf die Straße zugeht, sie wirklich überqueren will? Färber hat dazu ein Experiment gemacht.

Er zeigte Testpersonen Videos einer solchen Situation. In manchen davon war der Fußgänger komplett von einem grauen Kasten verdeckt. Die Testpersonen sahen also weder Blickrichtung noch Beine oder andere Details. In diesem Fall konnte kaum jemand vorhersagen, ob der Fußgänger die Straße überqueren würde. Dann legte Färber immer mehr Teile des Fußgängers frei: „Sahen die Testpersonen das Gesicht und den Blick, konnten sie mit hoher Wahrscheinlichkeit vorhersagen, ob der Fußgänger gehen wird“, sagt Färber.

Dieses Wissen fließt heute in Systeme ein, die Fußgänger automatisch erkennen. Sie analysieren nicht nur deren Umrisse, sondern registrieren fast in Echtzeit die Stellung der Beine. Auf diese Weise können sie mit höherer Wahrscheinlichkeit vorhersagen, was der Fußgänger vorhat. Es gibt bereits erste Systeme, die auch die Blickrichtung von Passanten automatisch erfassen.

Es gibt Ansätze, das Kommunikationsproblem zu lösen

Auf der anderen Seite müssen die Menschen aber auch verstehen, was die Maschine tut. Normalerweise kommuniziert man als Fußgänger über Blickkontakt und Gesten mit Autofahrern. Wie soll das mit autonomen Autos klappen? Forscher der amerikanischen Duke University wollten dieser Frage nachgehen und befestigten dafür einen Bildschirm von der Größe eines Straßenschilds am Kühlergrill eines Lieferwagens. Wie eine Ampel konnte der Bildschirm Fußgänger auffordern, die Straße zu überqueren oder stehenzubleiben, oder die Geschwindigkeit des Autos anzeigen.

Die Forscher ließen Testpersonen eine Straße überqueren, während sich der Lieferwagen mit seinem Bildschirm näherte. Das Ergebnis war ernüchternd: Egal, was der Bildschirm anzeigte, die Testpersonen verhielten sich so, als gäbe es ihn gar nicht. In anschließenden Interviews gaben nur zwölf Prozent an, der Bildschirm habe ihre Entscheidung irgendwie beeinflusst.

Dennoch gibt es Ansätze, das Kommunikationsproblem zu lösen. Google etwa hat sich ein System mit Monitoren an der Front und an der Seite von Autos patentieren lassen. Berthold Färber nennt solche Lösungen „akademisch“: „Wenn ich mir vorstelle, ein Fahrzeughersteller hätte vorne ein 20 mal 20 Zentimeter großes Schild drauf, dann würden die Designer und Aerodynamiker sagen: ,Vergiss es!‘“

Eine Gruppe des Massachusetts Institute of Technology ist einen anderen Weg gegangen, die Forscher haben ein kleines Auto gebaut, das mit künstlichen Augen Blickkontakt zum Fußgänger hält, ihn über schwenkbare Lautsprecher informiert und eine Art rudimentäre Körpersprache besitzt. So kann es sich etwa leicht aufbocken, um Aggression anzudeuten oder auch Unterwerfung. Aber kann man sich so ein Konzept auf der Straße vorstellen?

Eine neue Form der Kommunikation zwischen Mensch und Maschine

Einige Autohersteller gehen die Sache praktischer an. Nissan hat mit dem „intention indicator“ (Absichtsanzeiger) ein Konzept vorgestellt, bei dem ein Auto mit einem Leuchtstreifen an der Seite anzeigt, ob es einen Fußgänger erkannt hat. Außerdem kann es unterhalb der Windschutzscheibe Texte einblenden. Etwas subtiler geht Daimler vor. Der Konzern hat nicht zuletzt aus der Episode mit der alten Dame gelernt und sein Forschungsfahrzeug „F015“ mit einer ganzen Reihe von Kommunikationskanälen ausgerüstet. Zunächst kann es dem Fußgänger überhaupt anzeigen, dass es autonom unterwegs ist. Der Kühlergrill des Autos leuchtet dann blau. „Klingt simpel, hat aber weitreichende Folgen“, sagt Alexander Mankowsky, der an dem Konzept mitgearbeitet hat. Denn so könnten Verkehrsteilnehmer langsam lernen, wie sich die Maschinen verhalten.

Das Fahrzeug soll die zwischenmenschliche Kommunikation also gar nicht imitieren. Vielmehr soll sich eine neue Form der Kommunikation zwischen Mensch und Maschine herausbilden. Wie die aussehen könnte, hat Mankowsky in kleinen Experimenten erforscht. Eines davon organisierte er gemeinsam mit dem Ars Electronica Kunst Festival in Linz. Dabei ließ er Menschen einen Raum erkunden, in dem kleine Drohnen umherflogen. „Zwar wussten die meisten, dass die Dinger vor ihnen anhalten würden.“ Aber so eine brummende Drohne ist unangenehm: „Es war für alle sehr unheimlich“, erinnert sich Mankowsky. Dann veränderte er eine Kleinigkeit: Sobald sich die Drohnen einem Menschen näherten, blieben sie stehen und wackelten kurz in der Luft - eine Art Begrüßung. Die Teilnehmer hätten dadurch gewusst, dass die Maschinen sie erkannt haben. „Die Stimmung war dadurch absolut anders.“

Diese Erfahrung deckt sich mit einer Studie der University of Leeds und des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt. Forscher haben darin Menschen befragt, welche Informationen sie als Fußgänger gerne von einem autonomen Auto bekämen. Am ehesten wollten die Befragten wissen, ob das Fahrzeug sie gesehen habe. Der F015 von Daimler löst das mit einer Lampe, die den erkannten Fußgänger kurz anblitzt. Allerdings muss der Fußgänger konkret antworten: mit einem Schritt zur Straße hin, wenn er sie überqueren will, oder zurück, wenn er das Auto vorbeilassen möchte. In einer Laborumgebung funktioniert das bereits. Der F015 hat auch Möglichkeiten, dem Fußgänger zu antworten. Er kann ihm etwa einen Zebrastreifen auf den Boden projizieren, um ihm zu signalisieren, dass er nun über die Straße gehen darf. Andererseits kann er auch langsam vorrücken und so Ungeduld simulieren.

Autonomes Fahren ist ohne zentrale Leitstelle kaum denkbar

In dem Daimler-Konzept läuft es also darauf hinaus, dass Fußgänger einerseits durch Beobachtung die Maschinen kennenlernen, andererseits ihr Verhalten anpassen, um für die Maschinen lesbar zu sein. Fragt sich, wie die Fußgänger die maschinellen Umgangsformen lernen sollen. Mankowsky denkt da an etwas im Stile von „Der 7. Sinn“, einer Fernsehsendung, die zwischen 1966 und 2005 über den Straßenverkehr aufklärte. Die Themen reichten von Gefahrenquellen wie Glätte bis hin zu technischen Details wie der Servolenkung. „Etwas in diesem Sinn wird es auch für Automaten geben müssen“, sagt Mankowsky. Daimler arbeite daran, habe erste Vorgespräche mit dem TÜV Rheinland geführt und könnte in den nächsten Jahren ein Konzept für eine Art „7. Sinn“ für Maschinen haben.

Die technischen Bemühungen auf der einen Seite und die neuen Verhaltensregeln auf der anderen lösen jedoch ein Problem nicht: Automaten kommen nur gut mit Situationen klar, die sie kennen. Man kann ihnen in Millionen von Testkilometern Überholmanöver antrainieren oder ihnen die gesamte Straßenverkehrsordnung einprogrammieren, aber es kommt auch darauf an, mit Ausnahmen umzugehen. Dabei ist der Straßenverkehr voll davon. „Autofahren ist einerseits durch formelle Regeln geprägt, es gibt aber auch viele informelle“, sagt Berthold Färber. Als Autofahrer muss man manchmal kurz auf die Gegenfahrbahn lenken, um einem Kanalarbeiter auszuweichen, oder einem anderen Fahrer in bestimmten Situationen per Lichthupe die Vorfahrt überlassen - alles Fälle, in denen man Regeln verletzt.

Alexander Mankowsky von Daimler glaubt, dass beim autonomen Auto in solchen Situationen entweder ein berechtigter Insasse eingreifen muss oder ein Mensch in einer Art Leitstelle kurz das Kommando übernimmt. Ähnlich sieht es Berthold Färber: „Ohne zentrale Leitstelle kann ich mir Fahrzeuge ohne Fahrer in den nächsten dreißig oder fünfzig Jahren nicht vorstellen.“ Ein Grund dafür ist, dass Maschinen zwar vieles erledigen werden, für das man heute noch Menschen braucht. Aber die Verantwortung für ihr Handeln können sie nicht übernehmen. Daher wird man ihnen kaum die Entscheidung überlassen, Regeln zu brechen.

Quelle: F.A.S.
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