Autonomes Fahren: Aktueller Stand

Was für die einen Utopie ist, löst bei anderen Befürchtungen aus: Will man uns die Freude am Fahren nehmen? Wie gehen wir damit um, wenn Technik in Gefahrensituationen entscheidet? Ein ethisches Dilemma.

Aktueller Stand zum Autonomen Fahren in Deutschland

Nachdem das Bundesjustizministerium einen Gesetzesentwurf zum autonomen Fahren auf Level vier vom früheren Bundesverkehrsminister Andreas Scheuer (CSU) im Januar 2021 unter anderem aufgrund von offenen Fragen im Datenschutz abgelehnt hat, brachte dessen Nachfolger Volker Wissing (FDP) im Februar 2022 eine neue Rechtsverordnung auf den Weg. Darin wird das genaue Verfahren über die Zulassung von autonomen Fahrzeugen für den Straßenverkehr durch das Kraftfahrt-Bundesamt geregelt. Der Beschluss soll den Weg für die rasche Entwicklung von automatisierten Fahrfunktionen ebnen und einen künftigen Regelbetrieb im öffentlichen Straßenverkehr ermöglichen. Der erste Schritt ist eine Inbetriebnahme von autonomen Fahrzeugen auf Level vier in "festgelegten Betriebsbereichen".

Zudem ist im Gesetz zum autonomen Fahren in Deutschland eine dauerhafte Überwachung des Systems durch eine Person festgelegt, um im Einzelfall das autonome Fahrzeug anhalten oder Fahrmanöver freigeben zu können. Für diese technische Aufsicht muss zudem eine Haftpflichtversicherung bestehen, unabhängig von der Kfz-Haftpflicht. Bis tatsächlich autonome Fahrzeuge Level vier auf unseren Straßen unterwegs sind, kann es laut Autoverband VDA jedoch noch dauern. Er rechne damit nicht vor 2030. Bereits seit 2017 gibt es in Deutschland ein Gesetz, dass das autonome Fahren bis Level drei regelt. Auch interessant: Unsere Produkttipps auf Amazon

Der Nio ET7 (2022) im Fahrbericht (Video):

Wann werden wir autonom fahren können?

Voraussetzung für teilautomatisiertes und hochautomatisiertes Fahren ist eine behördliche Genehmigung. Dazu gehört neben der UN-Regel 157 eine jeweilige Landeserlaubnis. Die hat die Bundesregierung bereits im Mai 2021 mit dem Gesetz zum autonomen Fahren (bis Level 4) erlassen. Wann jedoch vollautomatisiertes und vollautonomes Fahren, also nach Level 4 oder Level 5, auf deutschen Straßen zur Regel wird, steht noch in den Sternen. Klar ist: Bis dahin hat die Grundlagenforschung, die Fahrzeugentwicklung und die Ethik-Kommission, aber auch Funknetz-Betreiber, die Softwareentwicklung, Cybercrime-Abwehrteams, Straßenbauunternehmen und vor allem Testingenieur:innen noch richtig viel zu tun.

Was ist eigentlich "autonomes Fahren"?

Wenn ein Fahrzeug teilweise oder vollständig die Fähigkeit besitzt, sich ohne Mitwirken einer autorisierten fahrenden Person am Steuer im Straßenverkehr zu bewegen, gilt das als autonomes Fahren. Das, was im schienengebundenen Verkehr längst vielerorts praktiziert wird (z.B. Terminal-Shuttle), kann im öffentlichen Straßenverkehr natürlich nur auf einem sehr viel höheren Niveau gelingen. Dahin geht die Entwicklung.

Autonomes Fahren Level 1 bis 5: Das sind die Stufen

Das autonome Fahren wird in fünf Stufen (Level 1 bis 5) in unseren Alltag einziehen. Die zunehmende Anzahl an modernen Assistenzsystemen bringt unsere Autos schrittweise dem autonomen – oder auch automatisierten – Fahren langsam aber sicher immer näher. Es gibt fünf SAE-Autonomiestufen, SAE steht für "Society of Automotive Engineers", die jene Klassifizierung 2014 herausgebracht hat. Während Level 0 noch vollkommen ohne Unterstützung moderner Assistenzsysteme auskommen müssen, ist man bei der fünften Stufe nur noch als Passagier:in mit an Bord des Wagens, der sich vollständig automatisiert und somit eigenständig durch den Straßenverkehr bewegt. Die kamera- und radarbasierten Systeme können bereits heute in verschiedenen Situationen im Straßenverkehr unterstützen und bestimmte Fahraufgaben sogar komplett übernehmen.

Level 1

Die erste Stufe, das assistierte Fahren, ist längst in unseren tagtäglichen Fahrten angekommen. Moderne Fahrzeuge unterstützen mit solchen Systemen wie Spurhalteassistent, Tempomat oder Abstandshalter und Verkehrszeichenerkennung. Elektronische Helfer wie Notbremsassistent, Totwinkel-, Radfahrer- und Passantenerkennung sowie der Querverkehrswarner haben schon tausende Unfälle vermeiden geholfen oder dank der Multikollisionsbremse (meist serienmäßig), Ein- und Ausparkassistenten, Park-Piepsern und Rückfahrkameras (meist Extras) vielfach Schlimmeres verhindert oder das Autofahren eben einfach nur komfortabler gemacht. Bei Level 1 des autonomen Fahrens muss man das Fahrzeug aber noch ständig beherrschen und den Verkehr im Blick behalten. Man haftet daher auch im Falle von Verkehrsverstößen und Schäden.

Level 2

Für teilautomatisiertes Fahren greifen mehrere Assistenzsysteme ineinander und ermöglichen beispielsweise ein Beschleunigen oder Abbremsen des Autos an der Ampel ohne menschliches Eingreifen. Heißt konkret: In bestimmten Situationen können Fahrer:innen von Level-2-Fahrzeugen die Hände kurz vom Steuer nehmen. Die Person am Steuer bleibt jedoch auch hier jederzeit und in vollem Umfang verantwortlich für das eigentliche Autofahren. Kommt es zu einem Unfall, während das Auto im teilautomatisierten Modus unterwegs ist, wäre die Person am Steuer dafür verantwortlich – auch, wenn vom Wagen keine Fehlfunktionen gemeldet wurden. Denn auch bei Level 2 des autonomen Fahrens müssen Assistenzsysteme stets überwacht werden. Autonomes Fahren auf Level 2 bieten schon viele Hersteller, vor allem im Premiumsegment.

Level 3

Beim hochautomatisierten Fahren kann das Auto bereits selbst die Verantwortung im Verkehr übernehmen, allerdings unter strengen Auflagen. So muss sich das Fahrzeug auf einer dafür zugelassenen Straße befinden und die Verkehrssituation geeignet sein. Dabei muss die Person am Steuer aber jederzeit nach Aufforderung durch das System innerhalb einiger Sekunden die Kontrolle wieder selbst übernehmen können. Sie darf also nicht die Fahrposition auf dem Sitz verlassen oder ein Nickerchen machen. Telefonieren, Mails auf dem Smartphone checken oder an einer Videokonferenz teilnehmen ist aber möglich, da man nicht ständig auf den Verkehr achten muss. Als weltweit erster und einziger Hersteller erhielt Mercedes für seine neue S-Klasse den behördlichen Segen, halbautonom fahren zu dürfen. (Hier zum autonomen Fahren mit einem Mercedes EQS)

Level 4

Das vollautomatisierte Fahren liegt zwar noch in weiter Ferne, bedeutet aber, dass das Fahrzeug in ausgewählten Bereichen, etwa auf der Autobahn, im Parkhaus oder auf extra (behördlich) ausgewiesenen Arealen, vollständig ohne menschliches Eingreifen fahren kann. Hier muss keine Person mehr am Steuer sitzen. Vollautomatisiert fahrende Autos besitzen aber dennoch einen Fahrerplatz mit Lenkrad, damit sie auch auf allen üblichen Straßen verkehren dürfen – dann natürlich mit Person am Steuer.

Level 5

Vom eigentlichen vollautonomen Fahren spricht man, wenn das Auto alle Fahrfunktionen unter allen erdenklichen Bedingungen beherrscht. Das Fahrzeug verfügt dann nicht mehr über ein Lenkrad, es gibt nur noch Passagier:innen. Mit Erlaubnis des autonomen Fahrens Level 5 könnte zudem die Führerscheinpflicht für die mitfahrenden Personen entfallen, da kein Eingreifen in den Verkehr mehr nötig und auch nicht möglich ist.

Brauchen wir überhaupt autonomes Fahren?

Ja! Es geht schlichtweg um Sicherheit, um Technik für unfallfreies Fahren: Nur mithilfe des automatisierten Fahrens kann man dem hehren Ziel "Vision Zero", also null Verkehrstote, näher kommen. Nicht das Autofahren selbst, aber der Verkehr mit seiner wachsenden Vielschichtigkeit und der immer stärker werdenden Ablenkung durch multimediale, optische, zerebrale und sensorische Zusatzreize führen zur Überforderung vieler autofahrender Personen. Zudem weisen zahlreiche Studien zu Hirnforschung und Soziologie auf eine rasant zunehmende Konzentrationsschwäche vieler Fahrneulinge, aber auch erfahrenerer oder pendelnder Personen hin. Besonders bei häufigen Langstreckenfahrten führt eine sich unbemerkt einschleichende Müdigkeit durch Verkehrsmonotonie zu kritischen Situationen, also verlangsamte Reaktion, Fehlentscheidungen oder gar Sekundenschlaf.

Solche gefährlichen Situationen lassen sich immer häufiger im städtischen Rushhour-Verkehr, aber auch auf schnurgeraden Autobahnabschnitten vor allem mit Geschwindigkeitsbegrenzung feststellen. Die Statistiken des Bundesamtes für Straßenwesen registrieren eine signifikante Unfallhäufung auf Autobahnen immer dort, wo gerade Baustellen mit einem Tempolimit eingerichtet wurden. Und Hand aufs Herz: Selbst begeisterten Autofans vergeht der Fahrspaß, wenn statt Fahren nur Rollen oder Staustehen angesagt ist. Da kommt doch ein Helferlein gerade recht, das die nervigen Passagen der Reiseroute für uns erledigt. Bei freier Fahrt übernehmen wir gern wieder das Steuer: Dann wiederum macht Gas geben Spaß.

Ist es unsicher, uns der Technik auszuliefern?

Nein – im Gegenteil, er wird deutlich sicherer! Auf kalifornischen Straßen legten Versuchsfahrzeuge bereits deutlich über 3,5 Mio. Testkilometer im autonomen Modus zurück. Nach US-behördlichen Statistiken mussten bei Straßentests zum Beispiel der Firma Waymo Testfahrer:innen an Bord nur 114 Mal auf zwei Mio. kmn eingreifen, also alle 17.550 km. Verglichen mit den tatsächlichen Unfällen, den vielen Fehlreaktionen und Beinah-Unfällen – fast immer durch menschliches Versagen ausgelöst –, stellen autonome Fahrzeuge heute schon konventionelle locker in den Schatten. Dennoch können und dürfen sich Autohersteller mit der aktuellen Zuverlässigkeit nicht zufriedengeben. Systemausfälle sind einfach unverzeihlich und dürfen nicht vorkommen.

Trauen wir der Technik mehr als den Menschen zu?

Keine Maschine ist wirklich intelligent oder kann gar denken. Aber bei der Lösung bestimmter Aufgaben kann sie durchaus mehr leisten als Fahrer:innen aus Fleisch und Blut. Und zwar genau dann, wenn Entscheidungen durch erlernte Berechnungen zustande kommen und wenn mathematische Ausschluss-Klauseln eindeutige Ergebnisse liefern. Ein angelernter Algorithmus absolviert dazu Millionen vergleichende Rechenschritte in kürzesten Zeiteinheiten. Bei umfassender Programmierung (Maschinelles Lernen oder Machine Learning genannt) können, sollen und müssen alle erdenklichen Varianten in jeder einzelnen Verkehrssituation durchgerechnet werden.

Was unmöglich klingt, ist dank (recht einfacher) mathematischer Modelle durchaus möglich und bereits in Praxisanwendungen üblich. Allerdings ist der derzeitige Technologiestand immer noch weit von seinem Ziel entfernt. Doch nicht nur durch das hohe Rechentempo, sondern auch im alltäglichen Verhalten ist uns die Technik mitunter haushoch überlegen: Denn sie ist weder Stimmungsschwankungen noch irgendwelcher Launen unterworfen. Gut programmierte Maschinen kennen keine Müdigkeit, sie lassen sich zudem auch nicht ablenken und haben niemals einen schlechten Tag. In diesem Bereich können Menschen nicht mit der Technik mithalten.

Dauert maschinelles Lernen viel zu lange?

Eigentlich nicht. Bedenkt man, dass ein Fahrneuling, bis er das erste Mal in der Fahrschule ein Auto unter Aufsicht bewegen darf, sich bereits 17 Jahre lang tagtäglich im Verkehr bewegt, Kenntnisse und Erfahrungen gesammelt hat und mit diesem Wissen immer noch nicht gut fahren kann, lässt sich die Technik fürs autonome Fahren viel schneller und vor allem ohne Prüfungsangst anlernen. Allerdings sollte hier die Durchfallquote dann auch zwingend 0,00 Prozent betragen.

Wissen, sehen & hören autonom fahrende Autos mehr?

Nein, nicht wirklich. Für autonomes Fahren, aber auch schon für hochentwickelte Fahrerassistenzsysteme, bedarf es ausgeklügelter und äußerst zuverlässig arbeitender Sensoren. Sie wirken sozusagen als Augen und Ohren des Autos und ersetzen zudem den siebten Sinn. Denn alle Erfahrungen, die wir ein Leben lang sammeln und in Gefahrensituationen schlagartig parat haben (sollten), muss die fahrzeugführende Technik auch kennen. Und das kann sie. Mit Radar, Lidar, Ultraschall, Infrarot und kamerabasierten optischen Informationen ergänzt das "Rechenzentrum" im Auto all das Wissen, das bereits über Temperatur-, Geschwindigkeit-, ABS-, Lenk- und Drehwinkel-Sensoren, Straßenbeschaffenheit, Wetterinfos sowie alle Motorendaten momentan abgespeichert ist und schafft sich daraus ein Modell seiner Umgebung – also jener Gegend, in der sich das Auto gerade bewegt.

Die Besonderheit: Während ein menschliches Auge im Verkehrsgeschehen gerade einmal 25 bis 75 m weit schauen kann, blickt ein Fernbereichs-Radar in der Regel 150 bis fast 500 m weit, das Nahbereichs-Radar vier bis 75 m. Ultraschall ermittelt zusätzlich, was sich zentimeterdicht vor der Stoßstange befindet. Während unser Blickwinkel so schmal ist, dass wir Kopf und Augen ständig in Bewegung haben, um die Umgebung halbwegs im Blick zu behalten, bietet die Technik an unseren modernen Premiumfahrzeugen bereits einen 360-Grad-Rundumblick: immer, zu jeder Zeit, sogar bei Dunkelheit. So entgeht dem Auto – wenn es dann, irgendwann einmal, etwas mit der Datenfülle anfangen kann – nichts.

Wer hat das autonome Fahren erfunden?

Nur die wenigsten wissen, dass Jahrzehnte vor Elon Musks Zukunftsvision schon in Deutschland vom Autopiloten geträumt wurde. Ein Mann wird damit vor allem in Verbindung gebracht: Professor Ernst Dickmanns. Die den Autopiloten der Gegenwart zugrunde liegende Technik wurde bereits in den frühen 1990er-Jahren an der Universität der Bundeswehr in München erfunden, dessen Forschungsabteilung für neuartige Fahrzeugtechnologien von Professor Dickmanns geleitet wurde. Als Experte für "technisches Sehen" entwickelte er ein "Versuchsfahrzeug für autonome Mobilität und Rechnersehen" (kurz: VAMORS), dessen Kameras die Gegebenheiten der Straße vor und hinter dem Wagen erfassen und in einfache Fahrmanöver wie Spurwechsel oder Überholen umsetzen konnten. Die von VAMORS aufgezeichneten Bilder wurden sofort digitalisiert und als Datensätze an ein Computernetzwerk gesendet, das beim ersten Prototyp noch das gesamte Heck des Fahrzeugs ausfüllte. Anders als heute gab es zu Dickmanns Pionierzeit noch kein satellitengestütztes Navigationssystem, das eine Vorausberechnung der Route ermöglichte. Stattdessen basierte VAMORS Autopilot auf visuellen Informationen, die als abstrakte Linien und Schatten vom Rechner verarbeitet wurden.

Bei dem Bundeswehr-Prototyp aus München sollte es nicht bleiben. Dickmanns Versuchswagen wurde zusammen mit der Daimler-Benz-Forschungsabteilung von Mercedes weiterentwickelt. Dort nannte man das Ergebnis Vision Technology Applicaton (kurz: Projekt Vita), ein mit inzwischen 18 Kameras ausgestattetes Versuchsfahrzeug mit lückenlosem Rundumblick. Um die so aufgenommenen Bilder von der Strecke sofort bearbeiten und das Auto auf Strecke halten zu können, führten im Heck des Autos 70 parallel geschaltete Mikroprozessoren jede Sekunde bis zu 850 Mio. Rechenoperationen durch. So ausgestattet, konnten zwei S-Klassen bereits Ende 1994 bei einer Fahrpräsentation Personen mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 130 km/h über die Autobahn chauffieren. Während der Fahrt vermochten die Limousinen eigenständig die Spur zu wechseln und andere zu Autos überholen. Nur zur Sicherheit saß jemand mit an Bord, um im Notfall einzugreifen. Auf dem Höhepunkt seiner Entwicklung konnte das Projekt-Vita-Fahrzeug 1995 die Strecke von München nach Kopenhagen (immerhin 1700 km) absolvieren, dabei eine Höchstgeschwindigkeit von 175 km/h erreichen und etwa 400 Mal völlig autonom die Spur wechseln. In komplexen Situationen (etwa Baustellen oder Autobahnkreuzen) übernahm ein Mensch am Steuer die Kontrolle.

Ist Tesla allen anderen Herstellern weit voraus?

Tesla spricht zwar von "Full-Self-Driving", aber autonom fahren können Tesla-Modelle nicht. Sie schaffen es bislang nur – wie viele andere Fahrzeuge auch –, teilautomatisiert nach Level 2 zu fahren. Auch wenn das Unternehmen, allen voran der Firmenboss Elon Musk, immer wieder anderes behauptet und großartige Visionen verkündet, bleibt der amerikanische Elektropionier bisher um Längen hinter dem Wettbewerb zurück. Der Grund liegt in der simplen Ausstattung der Fahrzeuge. Aus Kostengründen und einer fast schon zur Ideologie erhobenen Strategie "Vision only" werden bei aktuellen Tesla-Modellen nur Kamerasysteme eingesetzt. Das macht diese Autos trotz hochentwickelter Bildverarbeitungssysteme blind im Vergleich zu Mercedes, BMW, Audi, Nio & Co. Ohne eine gut abgestufte Kombination aus Radar, Lidar, Ultraschall sowie Kameras und weiteren Sensoren mit entsprechenden Redundanzen ist autonomes Fahren nicht möglich.

Ethik und das moralische Dilemma

In Ausnahmesituationen reagiert der Mensch am Steuer – instinktiv – oft richtig. Entscheidet dagegen das autonome Fahrzeug anhand festgelegter Algorithmen, muss das immer richtig sein. Hier liegt ein Problem, das bisher nicht gelöst ist. Zwar müssen autonome Fahrzeuge stets defensiv fahren, aber dennoch kann es zu gefährlichen, unlösbaren Situationen kommen, zum Beispiel durch plötzliche Fremdeinwirkung. Die Denkzentrale des Autos rechnet dann, früher, schneller und besser als Menschen beim Schachspielen, mehr als nur den nächsten Zug voraus, aber wenn die Lösung dennoch auf eine Pattsituation hinausführt? Was tun – wer darf überleben? Weder Aufrechnungen nach Anzahl und Alter von Leben (Person im Rentenalter oder eine Gruppe Schulkinder) noch nach Qualifizierung (Person im Pflegedienst oder obdachlose Person) sind zulässig. Die Entscheidung muss dem autonomen Auto vorher programmiert werden. Doch welche ist richtig? Die Bundesregierung hat eine Ethik-Kommission berufen. Menschen im Bereich der Wissenschaft, Technik, Humanismus und Philosophie sind derzeit im interdisziplinären Disput, aber Lösungen sind noch nicht erkennbar.

Sind selbstfahrende Autos ein Einfallstor für Hackerangriffe?

Nein. Sie werden grundsätzlich nicht angreifbarer sein als jene, die von Hand gesteuert werden. Aber Auswirkungen eines Hackerangriffs können auf die sicherheitsrelevanten Systeme eines selbstfahrenden Autos durchaus gravierender sein. Deshalb muss hier viel Intelligenz investiert werden. Hersteller entwickeln Schutzmaßnahmen gegen Cyberattacken ständig weiter und verbessern die Abwehr sowohl in der Fahrzeugarchitektur als auch außerhalb des Autos beim Backend. Mit zunehmender Vernetzung des Fahrzeugs mit Cloud und Umgebung wird auch der Aufwand für eine zuverlässige, stets aktuelle Cybersecurity größer.