Selbstfahrende Autos und wie sie funktionieren

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Wie sinnvoll sind selbstfahrende Autos?

Heutzutage lässt sich kaum ein Auto reparieren, ohne dass der Fehler mit dem Computer ausgelesen wird. Das ist aber nur die Spitze des Eisbergs der Digitalisierung in der Automobilindustrie. Selbstfahrende Transportsysteme sind in etliche Regionen der Welt bereits Realität.

Autonomes Fahren in Deutschland wird als vielversprechende Lösung zur Reduzierung von Unfällen und zur Verbesserung des Verkehrsflusses angesehen. Durch den Einsatz autonomer Fahrzeuge können menschliche Fehler minimiert werden. Das kann nicht unwesentlich zu mehr Sicherheit im Straßenverkehr beitragen. Skeptiker sehen jedoch rechtliche und ethische Fragen, die noch geklärt werden müssen.

Warum ist autonomes Fahren wichtig?

Untersuchungen der University of Central Florida zeigen, dass selbstfahrende Autos generell sicherer sind als von Menschen gesteuerte Fahrzeuge. Zehntausende Unfälle wurden analysiert, sowohl von menschlichen Fahrern als auch von nahezu vollständig autonomen Fahrzeugen. Bei der Untersuchung von Unfallstatistiken zeigte sich:

• Selbstfahrende Transportsysteme sind auf Schnellstraßen und bei schlechten Sichtverhältnissen wie Nebel überlegen.
• In diesen Situationen kommt es bei menschlichen Fahrerinnen und Fahrern zu über siebenmal mehr Unfällen.
• In städtischen Gebieten und bei Regen treten Unfälle mit menschlichen Fahrern etwa doppelt so häufig auf.
• Auf ländlichen Straßen gibt es kaum Unterschiede, während Menschen beim Abbiegen und während der Dämmerung tatsächlich sicherer sind – hier passieren mit autonomen Fahrzeugen bis zu fünfmal mehr Unfälle.

Die Gründe für diese Unterschiede wurden nicht vollständig untersucht. Man nimmt an, dass autonome Fahrzeugsensoren in bestimmten Situationen noch Optimierungsbedarf haben.

Akzeptanz für autonomes Fahren in Deutschland

Die Sicherheit beim autonomen Fahren hängt stark von der Qualität und Menge der verfügbaren Daten ab, die das Fahrzeugtraining verbessern können. Durch kontinuierliche Studien werden die Herausforderungen autonomer Systeme immer besser verstanden.

Kritiker sind der Auffassung, eine hohe Akzeptanz für autonomes Fahren in Deutschland wird nur dann erzielt, wenn die Unfallrate deutlich niedriger als bei menschlichen Fahrern ist. Derzeit sind über 99,999 Prozent der von Menschen gefahrenen Kilometer unfallfrei. Dennoch könnten selbstfahrende Autos heute schon zur Reduzierung von Unfalltoten beitragen, da sie insgesamt weniger Unfälle verursachen. Diese potenzielle Verbesserung der Verkehrssicherheit wäre ein großer Schritt für den Fortschritt der Mobilität weltweit.

Autonomes Fahren und Datenschutz

Beim autonomen Fahren in Deutschland spielen Datenschutzaspekte eine zentrale Rolle. Selbstfahrende Autos und Datenschutz müssen eng miteinander verknüpft werden. Die Verarbeitung der Daten erfordert eine solide Rechtsgrundlage oder die Zustimmung der Betroffenen. Wesentlich ist, dass die erfassten personenbezogenen Daten auf das notwendige Maß beschränkt sind. Dies gilt insbesondere für selbstfahrende Transportsysteme, deren Bewegungsdaten nicht ständig, sondern nur bei Bedarf erfasst werden sollten.

Laut DSGVO ist der Hersteller in der Regel für die Datenerhebung verantwortlich. Der Fahrzeughalter muss umfassend über die verarbeiteten Daten informiert werden. Besonders wichtig sind Informations-, Auskunfts- und Löschungsrechte. Autonomes Fahren und Datenschutz erfordern auch die Möglichkeit der Datenübertragbarkeit, etwa vom Hersteller zu einer freien Werkstatt.

Wie funktionieren selbstfahrende Autos eigentlich?

Der SAE (Society of Automotive Engineers) definiert fünf Klassifikationen für automatisiertes Fahren. Diese reichen von Stufe 0 („Keine Automation“) bis Stufe 5 („Volle Automation“). Seit 2016 sind Fahrzeuge mit den Automatisierungsstufen 2 bis 3 im Einsatz, während autonomes Fahren auf Stufe 4 auf festgelegten Strecken möglich ist. Die technische und rechtliche Komplexität verzögert jedoch die flächendeckende Einführung selbstfahrender Autos.

Autonomes Fahren in fünf Leveln:

• Level 1: Assistiertes Fahren
  Fahrende haben die volle Kontrolle, unterstützt durch Assistenzsysteme wie Tempomat oder Spurhalteassistent.
• Level 2: Teilautomatisiertes Fahren
  Die Fahrzeuge können selbstständig lenken, bremsen und beschleunigen. Sie benötigen jedoch jederzeitige Überwachung durch den Fahrer.
• Level 3: Hochautomatisiertes Fahren
  Die Fahrzeuge übernehmen sämtliche Fahrfunktionen unter bestimmten Bedingungen. Fahrende können sich zeitweilig abwenden, müssen jedoch bei Aufforderung eingreifen. Autobahnen sind ideal für diese Stufe.
• Level 4: Vollautomatisiertes Fahren
  Die Autos navigieren eigenständig und sicher, sogar bei hohen Geschwindigkeiten. Fahrende können während der Fahrt schlafen. Noch sind keine vollautomatisierten Fahrzeuge zugelassen, da Sicherheitsbedenken bestehen.
• Level 5: Autonomes Fahren
  Komplette Autonomie ermöglicht Fahrten ohne Fahrer. Pedale und Lenkrad entfallen, und das Fahrzeug navigiert in allen Verkehrssituationen.

Selbstfahrende Transportsysteme operieren durch eine komplexe Kombination verschiedener Sensoren. Diese überwachen konstant die Umgebung mit Kameras, Radar und Lasertechnik. GPS versorgt das System mit Satellitendaten, während Fahrzeuge über WLAN oder Mobilfunk Informationen austauschen. Für das Erkennen und Bewältigen von Verkehrssituationen ist künstliche Intelligenz im Auto unverzichtbar. Die KI kann Bewegungen voraussagen und wahrscheinliche Kollisionen berechnen.

Starke Rechenleistung, vergleichbar mit 15 Laptops oder mehr, ist erforderlich, um das Verkehrsgeschehen vorauszuberechnen. Verschiedene Objekte werden kategorisiert, und Bewegungen werden durch Wahrscheinlichkeiten analysiert. Daraus ergeben sich Entscheidungen für die Fahrzeugsteuerung, wie Spurwechsel oder Geschwindigkeitsanpassungen.

Welche Rolle spielt 5G beim autonomen Fahren?

5G spielt eine entscheidende Rolle beim autonomen Fahren. Durch die extrem niedrigen Latenzzeiten von 5G können selbstfahrende Autos effizienter und sicherer kommunizieren. So ermöglicht 5G autonomes Fahren in Echtzeit, was für die schnelle Verarbeitung von Daten durch künstliche Intelligenz im Auto von entscheidender Bedeutung ist. Die Vernetzung verbessert die Datenaustauschraten zwischen Fahrzeugen und Infrastruktur.

Wann kommt autonomes Fahren in Deutschland?

In Deutschland sind selbstfahrende Autos derzeit nur bis zur dritten Autonomie-Stufe im Verkauf. Autonomes Fahren der Stufen vier und fünf ist bislang nur in genehmigten Bereichen erlaubt, beispielsweise für Shuttles auf Firmengeländen. Im Mai 2021 wurde in Deutschland ein Gesetz verabschiedet, das grundsätzlich die Teilnahme vollständig autonomer Fahrzeuge am Straßenverkehr erlaubt. Die Ausführungsbestimmungen befinden sich jedoch noch in der Entwicklung. Genehmigungen erfolgen nur in besonderen Fällen.

Obwohl selbstfahrende Transportsysteme als Zukunft der Mobilität gelten, bleibt die Technik komplex. Vollautonome Fahrzeuge sind deshalb noch nicht auf deutschen Straßen zugelassen. Das bestehende Gesetz dient nur als Übergangslösung, bis internationale Vorschriften vorliegen.

Bis 2036 jede dritte Fahrt in einem autonomen Fahrzeug?

Die Automobilindustrie schlug vor wenigen Jahren noch vor, dass bis 2035 jede dritte Fahrt in einem autonomen Fahrzeug stattfinden könnte. Sicherheit, Komfort und Umweltschutz sollten damit verbessert werden. Doch die aktuellen technologischen und rechtlichen Herausforderungen machen dieses Ziel unsicher. Experten schätzen inzwischen, dass autonome Fahrzeuge der Stufe fünf frühestens bis 2040 flächendeckend verfügbar sein könnten. Bis dahin wird weiterhin an internationalen Rechtsrahmen und technologischen Entwicklungen gearbeitet.

Selbstfahrende Autos: Vorteile und Nachteile

Weniger Unfälle durch selbstfahrende Fahrzeuge, weniger Staus und mehr Nachhaltigkeit: Dies sind nur einige der Vorteile, die dem autonomen Fahren zugeschrieben werden. Begeisterte Fachleute versprechen sich vor allem in puncto Sicherheit einen Nutzen der Technologie, da die meisten Verkehrsunfälle hauptsächlich durch menschliches Versagen verursacht werde. Autonome Autos auf den Straßen wären besser für Klima und Umwelt – davon ist die Mehrheit der Deutschen überzeugt. 60 Prozent sagen, größte Vorteile selbstfahrender Autos sind eine geringere Umweltbelastung durch geringeren Kraftstoffverbrauch.

Vorteile von autonomen Fahrzeugen

Ein Vorteil des autonomen Fahrens liegt klar auf der Hand: mehr Zeit. Wer mit dem autonomen Auto fährt, kann währenddessen produktiv sein oder sich ausruhen, statt konzentriert auf die Straße zu blicken oder im Stau die Nerven zu verlieren. Auch ältere Personen oder Menschen mit Behinderung können barrierefrei am Straßenverkehr teilnehmen. Und da etwa 90 % aller Unfälle auf menschliches Versagen zurückzuführen sind, könnten sogar die Unfallzahlen sinken.

Da das autonome Fahren voraussichtlich zunächst von kommerziellen Dienstleistern angeboten wird, könnten Transportgüter effizienter und beispielsweise vorwiegend nachts befördert werden. Dies trüge zu weniger Stoßzeiten und somit weniger Staus auf den Straßen bei. Ein willkommener Nebeneffekt ist der umweltschonendere Transport von Gütern. Auch dem Fahrermangel könnte mit autonomen Lkws entgegengewirkt werden. Ab 2025 sollen in den USA bereits erste selbstfahrende Lkw ohne Fahrer unterwegs sein.

Ein automatisierter Nahverkehr könnte außerdem kostengünstig auch unsere ländlichen Gebiete erschließen.

Nachteile von autonomen Fahrzeugen

Die Technologie verleitet dazu, noch mobiler zu werden und das Auto häufiger zu nutzen. Das ohnehin schon hohe Verkehrsaufkommen kann so weiter steigen. Zudem führt bereits ein kleiner Fehler in der standardisierten Software zu einer Vielzahl von Unfällen. Sind die Systeme zusätzlich mit dem Internet verbunden, so sind Angriffe von Hackern nicht auszuschließen.

Auch der Gesetzgeber steht vor großen Herausforderungen. So geht die deutsche StVO bei allen Delikten immer davon aus, dass ein menschlicher Fahrer am Steuer sitzt. Auch die Rechtsprechung und die zugrunde liegenden Gesetze beziehen sich im Falle von Unfällen immer auf reale Personen. Das Verkehrsrecht müsste also in vielen Bereichen erneuert werden. Auch die Verordnung von Punkten oder Bußgeldern nach dem aktuellen Bußgeldkatalog wäre dann überholt. Wie die Bußgeldbescheide und Fahrverbote der Zukunft aussehen, ist derzeit noch ungeklärt. Daher empfahl die Studie den politischen Verantwortlichen, die Gesetze schnellstmöglichst an die Technologie der Autos der Zukunft anzupassen. Zudem müsse klargestellt werden, wer Eigentümer der durch die selbstfahrenden Fahrzeuge erhobenen Daten ist.