Selbstfahrende Autos und wie sie funktionieren

Selbstfahrende Autos sind schon lange keine Zukunftsmusik mehr. Im Oktober 2024 hat Elon Musk die neuen Tesla Cybercabs vorgestellt. Dabei handelt es sich um selbstfahrende Taxis. Diese Robocabs sollen angeblich technisch- und softwareseitig auf so hohem Niveau konstruiert und vernetzt sein, dass sie gĂ€nzlich ohne menschliche UnterstĂŒtzung durch den Verkehr navigieren können. Aber wie funktionieren selbstfahrende Autos eigentlich? Und wann kommt autonomes Fahren in Deutschland?
Fahrer und Beifahrer sitzen im PKW. Der Fahrer hat wĂ€hrend der Fahrt die HĂ€nde nicht am Steuer. Ein Beispiel fĂŒr selbstfahrende Autos.
© petovarga
Erstellt von Dietmar :ago

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Wie sinnvoll sind selbstfahrende Autos?

Heutzutage lÀsst 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 RealitÀt.

Autonomes Fahren in Deutschland wird als vielversprechende Lösung zur Reduzierung von UnfĂ€llen 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 geklĂ€rt werden mĂŒssen.

Warum ist autonomes Fahren wichtig?

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

  • Selbstfahrende Transportsysteme sind auf Schnellstraßen und bei schlechten SichtverhĂ€ltnissen wie Nebel ĂŒberlegen.
  • In diesen Situationen kommt es bei menschlichen Fahrerinnen und Fahrern zu ĂŒber siebenmal mehr UnfĂ€llen.
  • In stĂ€dtischen Gebieten und bei Regen treten UnfĂ€lle mit menschlichen Fahrern etwa doppelt so hĂ€ufig auf.
  • Auf lĂ€ndlichen Straßen gibt es kaum Unterschiede, wĂ€hrend Menschen beim Abbiegen und wĂ€hrend der DĂ€mmerung tatsĂ€chlich sicherer sind – hier passieren mit autonomen Fahrzeugen bis zu fĂŒnfmal mehr UnfĂ€lle.

Die GrĂŒnde fĂŒr diese Unterschiede wurden nicht vollstĂ€ndig untersucht. Man nimmt an, dass autonome Fahrzeugsensoren in bestimmten Situationen noch Optimierungsbedarf haben.

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Akzeptanz fĂŒr autonomes Fahren in Deutschland

Die Sicherheit beim autonomen Fahren hĂ€ngt stark von der QualitĂ€t und Menge der verfĂŒgbaren 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 fĂŒr autonomes Fahren in Deutschland wird nur dann erzielt, wenn die Unfallrate deutlich niedriger als bei menschlichen Fahrern ist. Derzeit sind ĂŒber 99,999 Prozent der von Menschen gefahrenen Kilometer unfallfrei. Dennoch könnten selbstfahrende Autos heute schon zur Reduzierung von Unfalltoten beitragen, da sie insgesamt weniger UnfĂ€lle verursachen. Diese potenzielle Verbesserung der Verkehrssicherheit wĂ€re ein großer Schritt fĂŒr den Fortschritt der MobilitĂ€t weltweit.

Autonomes Fahren und Datenschutz

Beim autonomen Fahren in Deutschland spielen Datenschutzaspekte eine zentrale Rolle. Selbstfahrende Autos und Datenschutz mĂŒssen eng miteinander verknĂŒpft 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 beschrĂ€nkt sind. Dies gilt insbesondere fĂŒr selbstfahrende Transportsysteme, deren Bewegungsdaten nicht stĂ€ndig, sondern nur bei Bedarf erfasst werden sollten.

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

Wie funktionieren selbstfahrende Autos eigentlich?

Der SAE (Society of Automotive Engineers) definiert fĂŒnf Klassifikationen fĂŒr 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, wĂ€hrend autonomes Fahren auf Stufe 4 auf festgelegten Strecken möglich ist. Die technische und rechtliche KomplexitĂ€t verzögert jedoch die flĂ€chendeckende EinfĂŒhrung selbstfahrender Autos.

Autonomes Fahren in fĂŒnf Leveln:

  • Level 1: Assistiertes Fahren
    Fahrende haben die volle Kontrolle, unterstĂŒtzt durch Assistenzsysteme wie Tempomat oder Spurhalteassistent.
  • Level 2: Teilautomatisiertes Fahren
    Die Fahrzeuge können selbststĂ€ndig lenken, bremsen und beschleunigen. Sie benötigen jedoch jederzeitige Überwachung durch den Fahrer.
  • Level 3: Hochautomatisiertes Fahren
    Die Fahrzeuge ĂŒbernehmen sĂ€mtliche Fahrfunktionen unter bestimmten Bedingungen. Fahrende können sich zeitweilig abwenden, mĂŒssen jedoch bei Aufforderung eingreifen. Autobahnen sind ideal fĂŒr diese Stufe.
  • Level 4: Vollautomatisiertes Fahren
    Die Autos navigieren eigenstÀndig und sicher, sogar bei hohen Geschwindigkeiten. Fahrende können wÀhrend 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 ĂŒberwachen konstant die Umgebung mit Kameras, Radar und Lasertechnik. GPS versorgt das System mit Satellitendaten, wĂ€hrend Fahrzeuge ĂŒber WLAN oder Mobilfunk Informationen austauschen. FĂŒr das Erkennen und BewĂ€ltigen von Verkehrssituationen ist kĂŒnstliche 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 fĂŒr 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 fĂŒr die schnelle Verarbeitung von Daten durch kĂŒnstliche 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 fĂŒnf ist bislang nur in genehmigten Bereichen erlaubt, beispielsweise fĂŒr Shuttles auf FirmengelĂ€nden. Im Mai 2021 wurde in Deutschland ein Gesetz verabschiedet, das grundsĂ€tzlich die Teilnahme vollstĂ€ndig autonomer Fahrzeuge am Straßenverkehr erlaubt. Die AusfĂŒhrungsbestimmungen befinden sich jedoch noch in der Entwicklung. Genehmigungen erfolgen nur in besonderen FĂ€llen.

Obwohl selbstfahrende Transportsysteme als Zukunft der MobilitĂ€t 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 schĂ€tzen inzwischen, dass autonome Fahrzeuge der Stufe fĂŒnf frĂŒhestens bis 2040 flĂ€chendeckend verfĂŒgbar sein könnten. Bis dahin wird weiterhin an internationalen Rechtsrahmen und technologischen Entwicklungen gearbeitet.

Selbstfahrende Autos: Vorteile und Nachteile

Weniger UnfĂ€lle 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 VerkehrsunfĂ€lle hauptsĂ€chlich durch menschliches Versagen verursacht werde. Autonome Autos auf den Straßen wĂ€ren besser fĂŒr Klima und Umwelt – davon ist die Mehrheit der Deutschen ĂŒberzeugt. 60 Prozent sagen, grĂ¶ĂŸte 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 fĂ€hrt, kann wĂ€hrenddessen produktiv sein oder sich ausruhen, statt konzentriert auf die Straße zu blicken oder im Stau die Nerven zu verlieren. Auch Ă€ltere Personen oder Menschen mit Behinderung können barrierefrei am Straßenverkehr teilnehmen. Und da etwa 90 % aller UnfĂ€lle auf menschliches Versagen zurĂŒckzufĂŒhren sind, könnten sogar die Unfallzahlen sinken.

Da das autonome Fahren zunĂ€chst voraussichtlich von kommerziellen Dienstleistern angeboten wird, könnten TransportgĂŒter effizienter und beispielsweise vorwiegend nachts befördert werden. Dies trĂŒge zu weniger Stoßzeiten und somit weniger Staus auf den Straßen bei. Ein willkommener Nebeneffekt ist der umweltschonendere Transport von GĂŒtern. 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 kostengĂŒnstig auch unsere lĂ€ndlichen Gebiete erschließen.

Nachteile von autonomen Fahrzeugen

Die Technologie verleitet dazu, noch mobiler zu werden und das Auto hĂ€ufiger zu nutzen. Das ohnehin schon hohe Verkehrsaufkommen kann so weiter steigen. Zudem fĂŒhrt bereits ein kleiner Fehler in der standardisierten Software zu einer Vielzahl von UnfĂ€llen. Sind die Systeme zusĂ€tzlich 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 UnfĂ€llen immer auf reale Personen. Das Verkehrsrecht mĂŒsste also in vielen Bereichen erneuert werden. Auch die Verordnung von Punkten oder Bußgeldern nach dem aktuellen Bußgeldkatalog wĂ€re dann ĂŒberholt. Wie die Bußgeldbescheide und Fahrverbote der Zukunft aussehen, ist derzeit noch ungeklĂ€rt. Daher empfahl die Studie den politischen Verantwortlichen, die Gesetze schnellstmöglichst an die Technologie der Autos der Zukunft anzupassen. Zudem mĂŒsse klargestellt werden, wer EigentĂŒmer der durch die selbstfahrenden Fahrzeuge erhobenen Daten ist.

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