DER SILBERFARBENE VW PASSAT scheint von selbst zu fahren. Henrik Matzke sitzt zwar auf dem Fahrersitz, doch seine Hände ruhen nicht am Lenkrad, sondern in seinem Schoß. In seinem Gesicht jedoch deuten zusammengeschobene Augenbrauen und aufeinandergepresste Lippen auf Denkarbeit hin – und die hat es in sich: Matzke steuert den Wagen mit der Kraft seiner Gedanken. Ohne einen Finger zu krümmen, zirkelt der wissenschaftliche Assistent des Innovationslabors AutoNOMOS an der Freien Universität (FU) Berlin im Rahmen des Projekts „Brain Driver“ den Passat präzise um Kurven, lässt ihn, wie er es sich gerade denkt, beschleunigen und bremsen, ohne seine Füße auch nur einen Millimeter von der Fußmatte zu heben. Matzke gehört zur Forschergruppe um Raúl Rojas, der das Fach Künstliche Intelligenz (KI) an der FU Berlin lehrt. Zuvor haben die Wissenschaftler ihr autonomes Auto schon per iPhone, iPad und Augenschlag gesteuert, nun sind Gehirnwellen an der Reihe. Akademische Spielerei? Rojas verneint. „Unser Fernziel ist es, dass Autos komplett autonom fahren“, sagt der Professor. Auf dem Weg dahin lote man das technisch Machbare aus.
Auch wenn das neue Projekt wie pure Science-Fiction anmutet, zeigt es, welches Potenzial das Gebiet der Wissenschaftler besitzt. Doch ohne menschliche Intuition bleibt künstliche Intelligenz am Steuer riskant. Deshalb kann auch der Fahrer durch ein Tippen auf das Pedal oder den Griff zum Lenkrad die Fahrautomatik unterbrechen, um selbst einzugreifen. Auch wenn mit der Gedankensteuerung ein spektakulärer Meilenstein erreicht ist – der Weg zum Auto, das sich selbst fährt, ist noch lang. KI-Forscher Rojas ist jedenfalls davon überzeugt, dass sich die Vision des autonomen Fahrens nur „auf dem Schleichweg“ über immer bessere Fahrerassistenzsysteme (FAS) realisieren lässt.
Die Gedankenfahrt von „Brain Driver“ Matzke ist das Ergebnis eines harten Trainings am Computer: Mit einer Sensorkappe auf dem Kopf, die seine Hirnströme aufzeichnete und daraus ein Elektroenzephalogramm (EEG) erstellte, studierte er die Kommandos „links“, „rechts“, „beschleunigen“ und „bremsen“ ein. Gemäß den dabei erzeugten bioelektrischen Wellenmustern bewegte sich auf dem Monitor des Rechners ein Würfel in die entsprechende Richtung. Erst nachdem der Computer die Wellenmuster zuverlässig als eindeutigen Befehl interpretieren und umsetzen konnte, durfte er hinter dem Steuer Platz nehmen. Die Herausforderung bestand nun darin, noch vorausschauender zu fahren als in einem herkömmlichen Pkw: Um beispielsweise abzubiegen, musste Matzke fünf bis sechs Sekunden vorher daran denken. So lange dauert es, bis die angedachten Befehle von seiner Sensorkappe über den Computer in Aktionen umgesetzt werden. Das vollständige autonome Fahren ist für die Forscher eigentlich die wesentlich leichtere Übung, denn das haben sie und ihr „Passat“ gelernt – im Prinzip. Vom Dach bis zum Bodenblech ist das Fahrzeug mit Sensoren, Lasern, Radar und einer auf 20 Zentimeter genauen Version des Satelliten-Navigationssystems GPS ausgestattet. Videokameras erfassen Fahrbahnmarkierungen und Ampeln, rotierende 360-Grad-Laserscanner erkennen Autos auf bis zu 100 Meter Entfernung, und Radargeräte vorn und hinten schätzen Geschwindigkeit und Entfernung von Fahrzeugen auf der Straße ab. Die Laser liefern auch Infos über Größe und Gestalt anderer Verkehrsteilnehmer.
Doch darin, auf die Datenflut aus dem Sensorenarsenal adäquat zu reagieren, kann der Rechner mit dem Gehirn noch längst nicht konkurrieren. „Nicht die Daten zu gewinnen ist eine Kunst, sondern sie schnell zu verarbeiten und die richtigen Schlüsse daraus zu ziehen“, erklärt Rojas. Trotz vieler Testfahrten seit 2007 – „unfallfrei“, wie der aus Mexiko kommende Professor betont, – muss Rojas eingestehen: „Alles, was für den Fahrer einfach erscheint, ist für einen Rechner schwierig.“ Etwa die Risikoanalyse, ob der leichte Schlenker des Vordermanns auf ein abruptes Abbiegen hindeutet, ob ein Fußgänger achtlos auf die Fahrbahn läuft oder Kinder am Straßenrand eine Gefahr darstellen. „Vor allem Passanten sind das Problem“, sagt der Forscher. Da vor ihrer verkehrsregelwidrigen Spontanität künstliche Intelligenz immer noch kapitulieren müsse, seien autonome Stadtfahrten zwar technisch möglich, aber nicht beherrschbar.
Das hält Wissenschaftler allerdings nicht davon ab, sich den Herausforderungen dieses Forschungsgebiets zu stellen. Ende 2010 gelang es Google-Forschern unter Leitung des deutschstämmigen Stanford-Professors Sebastian Thrun, eine Flotte von sechs Pkw mehr als 220000 Kilometer selbstständig auf Landstraßen fahren zu lassen. Und diesseits des Atlantiks wagten sich Forscher vom Lehrstuhl für Regelungstechnik der TU Braunschweig und des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) mit ihrem auf „Leonie“ getauften VW Passat Variant sogar in den dichten Stadtverkehr. Leonie kam nicht von der Fahrbahn des Braunschweiger Stadtrings ab, überquerte vorschriftsmäßig Kreuzungen, hielt den Sicherheitsabstand und schwamm mit bis zu 60 Stundenkilometern ohne jeglichen Rempler in der Fahrzeugflut mit.
Zwar wäre Leonie mit der Komplexität einer Rushhour wohl überfordert gewesen. Und ob eine Ampel Rot oder Grün zeigt, versteht Leonie auch nicht – dafür muss ein Mitfahrer im System einen roten oder grünen Knopf drücken. Aber würden die Lichtzeichen direkt mit dem Auto kommunizieren, wäre das Problem gelöst. Daran arbeitet unter anderen das DLR und stattet im Rahmen des Projekts AIM (Anwendungsplattform Intelligente Mobilität) Teile des Braunschweiger Ringgebiets mit Messgeräten und Kommunikationseinheiten aus. „So können künftig die Ampeln dem Versuchsfahrzeug mitteilen, wann sie umschalten“, sagt Frank Köster, Leiter der DLR-Abteilung Automotive am Institut für Verkehrssystemtechnik in Braunschweig. Ohne solche Kommunikationstechnologien, durch die sich Autos untereinander – Car-to-car – und mit der Verkehrsinfrastruktur – Car-to-infrastructure – verständigen können, wird die Vision vom autonomen Fahren kaum Wirklichkeit werden. „Für die Fahrzeugintelligenz wird diese Vernetzung von zentraler Bedeutung sein“, sagt Köster. „Erst wenn Autos in der Lage sind, logisch, flexibel und kommunikativ zu agieren, entsprechen sie dem Verständnis von intelligenten Systemen.“ Auch bei den Sensoren an Bord der Fahrzeuge hapert es noch. „Kameras sind noch zu schlecht und Laser zu teuer“, sagt Bernhard Rumpe, Professor am Lehrstuhl für Software Engineering der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen (RWTH). Die Technik ist nicht robust genug, weil Laser Staub nicht mögen, Kameras hingegen bei diffusem Licht, Nebel und Dunkelheit kapitulieren müssen. Ganz abgesehen davon, kostet ein mit Sensorik ausgestatteter Wagen wie der Passat der FU Berlin rund 250000 Euro. Auch die „Sensorfusion“ gestaltet sich schwierig, womit die Wissenschaftler das Zusammenführen und Auswerten aller gewonnenen Daten bezeichnen.
Den Autoherstellern dagegen graut es insbesondere vor Haftungsfragen, wenn es zu klären gilt, ob das System oder doch der Fahrer den Unfall zu verantworten hat. Lutz Eckstein, Leiter des Instituts für Kraftfahrzeuge (ika) der RWTH Aachen, weist auf ein juristisch grundlegendes Problem hin: „Das vollautomatisierte Fahren widerspricht der Wiener Konvention, in der die ultimative Verantwortung des Menschen für das Führen von Fahrzeugen definiert wird.“ Dieses Recht müsste erst geändert werden, damit eine neue Zeitrechnung beginnen kann. Doch auch die normale Straßenverkehrsordnung stellt eine Hürde dar. Mit dem Erlernen von Verkehrsregeln tun sich die Rechner autonomer Autos nämlich schwer. Derzeit werden dafür regelbasierte Programme verwendet, bei denen typische Situationen nach vorher festgelegten Regeln befolgt werden – ein Verfahren, das für die Spezialfälle der Straßenverkehrsordnung nicht ausreicht. Für Rojas ist daher klar: „Solange nicht das gesamte Umfeld eines Autos zuverlässig erkannt und die Straßenverkehrsordnung befolgt wird, können Systeme nur assistieren.“ Raúl Rojas schwebt für die nicht allzu ferne Zukunft ein weiteres Szenario vor: „Beim Carsharing ließe sich das Auto per Handy ordern, das selbstständig zu mir kommt und sich auch allein einen beliebigen Parkplatz sucht.“ Lästiges Holen und Abgeben bliebe den Nutzern damit erspart, das Teilen würde attraktiver, Autos wären besser ausgelastet und damit insgesamt weniger Exemplare unterwegs. Das System, das die neue Lust am gemeinsamen Auto entfachen könnte, hat bereits einen Namen: FASCar II, ein Versuchsfahrzeug des DLR, das sich per Smartphone aus dem Parkhaus herbeizitieren lässt. Womöglich liegt gerade in solcher Luxus-Funktionalität die Zukunft des Autos. Denn selbst wenn es irgendwann technisch und rechtlich möglich wäre, autonom zu fahren, ist es fraglich, ob sich Fahrer wirklich entspannt zurücklehnen können und sich nicht ständig fragen, ob ihr Auto wirklich alles richtig macht. Vielleicht ist auch deswegen der Computer als Beifahrer die bessere Alternative.////
