Autonom fahrende Kraftfahrzeuge sind seit Jahrzehnten Science Fiction, und inzwischen ermöglichen die exponentiell angestiegenen Rechnerkapazitäten erste Realisierungen. Zuverlässige selbstfahrende Kraftfahrzeuge scheinen nicht mehr fern zu sein [1].
Die Technologien können große Umwälzungen in der Wirtschaft verursachen. Das Wissen um diese Entwicklungen ist daher für viele Branchen von oftmals großer Wichtigkeit.
Zunächst unterscheidet man üblicherweise nach der ausländischen SAE J3016™ mehrere Stufen der Fahrautonomie:
Stufe 0
Automatische Warnungen und automatische Bremsung zur Kollisionsvermeidung gehen nicht über diese Stufe hinaus.
Stufe 1
Hier sind bereits Systeme wie intelligenter Tempomat (passt sich an Geschwindigkeit des Kfz davor an) oder automatisches Spurhalten aktiv.
Stufe 2
Auch hier fährt der Fahrer noch selbst, die Assistenzsysteme von Stufe 1 wirken zusammen.
Stufe 3
Unter bestimmten Bedingungen (z.B. Wetter- und Straßenverhältnissen) fährt das Fahrzeug selbst, doch ein Mensch muss eingreifen, wenn das System ihn dazu auffordert.
Stufe 4
Unter bestimmten Bedingungen fährt das Fahrzeug autonom und kein Mensch muss eingreifen können. Es kann in einer Problemsituation auch alleine zurecht kommen.
Stufe 5
Es gilt dasselbe wie für Stufe 4, jedoch nicht nur unter bestimmten Bedingungen.
Der Bundestag hat im Mai 2021 autonomes Fahren im Regelbetrieb mit begrenzten Betriebsbereichen per Gesetz erlaubt. Haftungsfragen sind bereits gesetzlich seit 2017 wirksam geklärt.
Es werden sicherlich mindestens die folgenden Branchen betroffen sein, wenn selbstfahrende Kraftfahrzeuge mit hoher Fahrautonomie realisiert werden:
Quelle: Waymo
Quelle: Waymo
Welche Konzerne arbeiten an autonomer Fahrtechnik?
Neben etablierten Automobilkonzernen und dem Elektro-PKW-Hersteller Tesla sind auch IT Konzerne wie Alphabet (Google), Automobilzulieferer wie Bosch und der Fahrdienstvermittler Uber im Rennen um das erste Kfz mit Stufe 4 Autonomie.
Schon heute sind einige wenige Stufe 3 Fahrzeuge erhältlich. Damit kann man dann zum Beispiel auf Autobahnen und Bundesstraßen dem Autopiloten vertrauen.
Marktreife Stufe 4 Fahrzeuge sind jedoch zumindest auf oftmals recht simpel angelegten amerikanischen Straßennetzen vielleicht nicht mehr fern: Alphabet’s Entwicklung (beim Tochterunternehmen Waymo LLC) konnte die Abstände zwischen zwei nötigen Eingriffen des Fahrers bereits auf 17.700 km erhöhen [2] . Sie testen die Technik bereits seit 2009 mit insgesamt 32 Millionen km Fahrtstrecke auf öffentlichen Straßen (Stand von Januar 2020) [3].
Die Unfälle dieser selbstfahrenden Autos waren einer Statistik des Bundesstaates Kalifornien in den Jahren 2017 und 2018 [4] zufolge oft Auffahrunfälle, wobei menschliche Fahrer dem Roboterwagen ins Heck fuhren. Auch die Ergebnisse von Waymo mit etwa 9,8 Mio gefahrenen km in 2019/20 und 18 Unfällen ohne Personenschäden zeigen, dass Reaktionen von ungeduldigen menschlichen Fahrern auf das vorsichtige Fahren von autonomen Fahrzeugen das Hauptunfallrisiko sind. So geschah auf über 100.000 km Fahrten ohne Mensch hinter dem Lenkrad nur ein Unfall; der Wagen wurde bei Schritttempo von hinten gerammt.
Das Unternehmen Uber ist als Vermittler von Taxidiensten durch Funkmietwagen bekannt. Das Interesse von Uber untermauert, dass die Taxi- und Autovermietungsdienste der Zukunft womöglich völlig anders als heute aussehen: Privatleute könnten ihr eigenes selbstfahrendes Auto zur Vermietung zur Verfügung stellen, vermittelt durch einen Konzern wie Uber. Das Auto verlässt dann womöglich ohne Zutun des Eigentümers seinen Parkplatz, chauffiert einen Kunden von A nach B und parkt sich wieder selbständig. Menschliche Taxifahrer hätten dann nur noch ihre Nische mit den Kunden, die Hilfe benötigen. Autonome Taxis werden bereits in Phoenix, Arizona (USA) getestet.
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Die Kombination aus extrem günstigen Fahrtkosten von E-Mobilen kann hingegen Parkhausbetreiber in Innenstädten unter Preisdruck setzen. Es könnte günstiger sein, den PKW selbsttätig herumfahren oder auswärts parken zu lassen, als ihn kostenpflichtig in einer Innenstadt zu parken [5].
Einschätzungen:
Autonome Fahrzeuge lassen sich nicht nur nach Funktionalität, sondern auch nach der Notwendigkeit von Funktionalität unterscheiden: Innerhalb von gut dokumentierten und womöglich extra markierten Betriebsgeländen können Fahrzeuge mit relativ einfacher Technik autonom fahren. Hierfür finden sich auch in Sachsen-Anhalt Experten an den Hochschulen, auch für FuE Projekte (siehe Abschnitt weiter unten) . Autonome Linienbusse brauchen auch nur auf wenigen definierten Strecken zu funktionieren. LKW im „platooning“ Modus (Folgefahrzeuge fahren autonom in geringem Abstand für Ausnutzung des Windschattens) kommen auch mit Stufe 3 Autonomie aus.
Im öffentlichen Straßenverkehr hingegen werden weitaus aufwändigere Lösungen benötigt, welche Milliardeninvestitionen und viele Jahre Entwicklung und Erprobung erfordern.
Diese Entwicklungen sind Konzernen vorbehalten, wobei amerikanische Konzerne gegenüber Bosch und hiesigen Automobilkonzernen einen Vorsprung von mehreren Jahren zu haben scheinen. Tesla scheint der Marktführer in Bezug auf im Gebrauch befindliche Autopiloten im öffentlichen Straßenverkehr zu sein. Waymo (Alphabet / Google) hingegen ist Technologieführer in Bezug auf die Erreichung von Stufe 4 Funktionalität, gefolgt von GM. Waymo scheint keine eigenen Autos entwickeln zu wollen, sondern sich rein als Zulieferer für Automobilhersteller zu positionieren.
Beide Spitzenpositionen könnten jedoch schon bald ihre Bedeutung verlieren, denn zurzeit ist nicht klar, welche Technologie letztlich genutzt wird. Das erste Unternehmen mit Stufe 4 Funktionalität könnte schon nach wenigen Jahren seine Technologie abgelöst sehen, wenn ein Konkurrenzunternehmen Stufe 4 Funktionalität mit kostengünstigerer Technik realisiert.
Welche Chancen bieten sich uns? Einige Beispiele!
- Unternehmen könnten schon bald ihre Personalsorgen bezüglich Kraftfahrern gemildert oder gelöst sehen.
- Viele Unternehmen könnten mit der notwendigen zusätzlichen Fahrzeug-Hardware gute Umsätze als Zulieferer oder mit Wartung, Prüfung oder Reparatur machen. Dafür würden oftmals zusätzliche Qualifikationen und Anschaffungen erforderlich sein.
- Logistikunternehmen könnten ihre Geschäftsmodelle stark verändern. Es gäbe vielleicht keine Fahrer für Be- und Entladen mehr und die Übergabe von Waren könnte dann nicht mehr von Fahrern durchgeführt werden, sondern von Lagerarbeitern bzw. Kunden. Transporte könnten leichter rund um die Uhr und auch an Sonntagen durchgeführt werden.
- Pflichtpausen für Fernfahrer könnten entfallen, was den Transport über Autobahnen beschleunigt.
- Fernfahrten könnten durch Konvoifahren mit Windschattenausnutzung („platooning“) von LKW auch erheblich Energiekosten einsparen.
Hinweis:
Das Video gibt den Stand von vor Juli 2018 weiter.
In Hamburg testet die Volkswagen AG eine kleine flotte an autonomen Fahrzeugen.
Einen guten Überblick zum Thema bietet auch eine veröffentlichte Vorlesung am Massachusetts Institute of Technology (MIT).
Was für Experten gibt es im KAT-Netzwerk?
- Prof. Dr.-Ing. Lothar Koppers, Geoinformationssysteme und digitale Bildverarbeitung, Hochschule Anhalt
