Startklar für die Straße
Autonomes Fahren gehört seit Jahren zu den Megatrends in der Fahrzeugbranche. Die Einführung ist trotz erheblicher technologischer Fortschritte herausfordernd. Im Interview schildert Dr. Tobias Hesse, Programmsprecher für die Forschung des DLR im Bereich Straßenverkehr, was es braucht, um autonomes Fahren auf die Straße und den Markt zu bringen. Hier geht es auch darum, welche Rolle Teleoperation dabei spielen kann – und warum es sich lohnt, Mobilität als System zu denken.
Dr. Tobias Hesse leitet aktuell kommissarisch als einer von zwei Direktoren das DLR-Institut für Verkehrssystemtechnik. Seit rund zwanzig Jahren forscht er zum autonomen Fahren auf der Straße. Er hat zwar einen Auto- und Motorrad-Führerschein, hat aber noch nie ein eigenes motorisiertes Fahrzeug besessen.
Wie steht es aktuell um das autonome Fahren?
In den USA und China bieten Firmen wie Waymo oder Apollo Go sogenannte Robo-Taxi- Dienste auf öffentlichen Straßen an. Beide arbeiten auf Level 4 von 5 möglichen Automatisierungsstufen (siehe Grafik „Stufen der Automatisierung“). Das heißt, die Fahrzeuge können in festgelegten Gebieten unter bestimmten Bedingungen – zum Beispiel gutem Wetter – selbstständig fahren, ohne dass ein Mensch eingreifen muss. Deutsche Unternehmen legen bisher den Fokus auf Funktionen der Level 2 und 3 und sammeln so Erfahrungen. Dabei steuert die Automatisierung das Fahrzeug in bestimmten Situationen. Bei Level 2 dürfen die Fahrenden die Hände kurz vom Lenkrad nehmen, müssen aber ständig überwachen und eingreifen können. Bei Level 3 steuert das Fahrzeug in bestimmten Situationen, ohne überwacht zu werden. Danach muss der Mensch mit Vorlaufzeit wieder das Steuer übernehmen.
Vergleichen lässt sich die Situation nur bedingt. Denn Vorgehen und damit verbundenes Risiko unterscheiden sich. In den USA ist der Zugang marktgetrieben, in China staatlich verordnet. Deutschland und Europa verfolgen einen zulassungsbasierten Ansatz: Zuerst muss die Sicherheit solcher Fahrzeuge und Angebote umfassend nachgewiesen sein, bevor sie großflächig auf öffentlichen Straßen zum Einsatz kommen. Auch der Aspekt der Resilienz wird immer wichtiger. Dazu zählt die Widerstandskraft von autonomen Systemen gegenüber Cyberangriffen oder Sabotage.
Jetzt brauchen wir den Mut, vorhandene Technologien und Lösungen in der Praxis zu testen, sie einzuführen und parallel dazu weiter zu erforschen.
Können Sie noch einmal konkret auf die Situation in Deutschland eingehen?
Sowohl technologisch als auch regulatorisch sind wir besser aufgestellt als es auf den ersten Blick erscheint. Vor allem im Bereich der „Automotive Connectivity“ setzt Deutschland die Standards. Der Begriff Connectivity bezeichnet die Fähigkeit eines Fahrzeugs, sich drahtlos mit dem Internet, anderen Fahrzeugen und der Infrastruktur zu verbinden. So können Daten ausgetauscht und damit zum Beispiel für mehr Sicherheit und besseres Verkehrsmanagement gesorgt werden. Auf regulatorischer Seite haben der Bund und die EU die gesetzlichen Grundlagen geschaffen, um autonomes Fahren zu ermöglichen.
Jetzt brauchen wir den Mut, vorhandene Technologien und Lösungen in der Praxis zu testen, sie einzuführen und parallel dazu weiter zu erforschen. Dafür sind einfachere experimentelle Zulassungen, Reallabore, Testflotten und Modellregionen notwendig. Wichtig ist, dass diese Projekte skalierbar, also erweiterbar, sind, was die Zahl an Fahrzeugen und Nutzenden sowie die Größe der Einsatzgebiete betrifft. Nur so kommen wir zu wirtschaftlich attraktiven Produkten, Anwendungen und Dienstleistungen. Gleichzeitig brauchen wir Geduld und Durchhaltevermögen – auch was Investitionen und Förderungen betrifft. Denn neue Techno- logien durchlaufen einen Innovationszyklus mit typischen Phasen. Dazu gehört auch das „Tal des Todes“, wie wir es zurzeit in Deutschland etwas erleben. Mit dem autonomen Fahren lässt sich bislang nicht das große Geld verdienen. Das liegt auch daran, dass wir den systemischen Mehrwert noch nicht mitdenken.
Welchen Ansatz verfolgt das DLR?
Das Besondere an der DLR-Verkehrsforschung ist genau dieser systemische Ansatz, auch beim autonomen Fahren. Wir entwickeln technologische Ideen, Konzepte und Lösungen, die über das einzelne Fahrzeug hinausgehen. Wir schauen uns auch das Zusammenspiel von manuell gesteuerten und autonomen Fahrzeugen an, unterschiedliche Betriebsweisen und Einsatzzwecke. Außerdem untersuchen wir, welche Aufgaben die Verkehrsinfrastruktur beim autonomen Fahren übernehmen kann – beispielsweise intelligente Ampeln und Kameras oder Rechner in Leitstellen und an zentralen Verkehrspunkten wie komplexen Kreuzungen. Im Optimalfall sind in Zukunft alle Verkehrsteilnehmenden so miteinander vernetzt, dass sie vom autonomen Fahren profitieren. Ein spannendes und zukunftsweisendes Beispiel ist das DLR-Projekt IMoGer (Innovative modulare Mobilität Made in Germany). In diesem Projekt entwickelt und testet das DLR zusammen mit Unternehmen ein in seiner Vielseitigkeit und Praxisnähe einzigartiges Mobilitätsangebot: Es kombiniert den autonomen, flexiblen und bedarfsorientierten Transport von Personen und Gütern auf der letzten Meile, also den Weg vom Bahnhof nach Hause oder den letzten Teil der Transportkette bei Paketlieferungen vom Verteilzentrum zu den Kundinnen und Kunden. Ab 2027 ist dazu in einem Stadtteil von Braunschweig eine kleine Flotte von ebenfalls am DLR entwickelten U-Shift- Fahrzeugen unterwegs. Diese Fahrzeuge bestehen aus einem elektrisch angetriebenen u-förmigen Driveboard, das je nach Aufgabe eine Kapsel für den Transport von Personen oder von Gütern befördert. Auch hier untersuchen wir das ganze System, um den Markthochlauf des autonomen Fahrens bestmöglich zu unterstützen: Dazu gehören natürlich die Automation, das Fahrzeugkonzept, unterschiedliche Betriebsweisen, die Integration in den bestehenden öffentlichen Nahverkehr, neue und zusätzliche Mobilitätsangebote und die gesellschaftliche Akzeptanz des Projekts. Das Bundesministerium für Verkehr fördert IMoGer mit rund 35 Millionen Euro.
In der Diskussion um autonomes Fahren fallen häufiger die Begriffe Teleoperation, Telefahren und Teleassistenz. Was hat es damit auf sich?
Diese Themen sind sehr wichtig. Denn sie können dabei helfen, das autonome Fahren schneller in die Anwendung zu bringen. Die Bundesanstalt für Straßen- und Verkehrswesen fasst unter dem Überbegriff Teleoperation zwei Betriebsweisen zusammen: zum einen das Telefahren oder Fernlenken von Fahrzeugen und zum anderen die Teleassistenz für autonome Fahrzeuge durch eine technische Aufsicht.
Das Telefahren kann dauerhaft oder zeitweise erfolgen. Dazu braucht man in einer Leitstelle einen Arbeitsplatz mit Pedalen und Lenkrad sowie eine Verbindung zwischen Fahrzeug und Leitstelle. Für das Telefahren benötigt das Fahrzeug keinerlei Automatisierung. Eine praktische Anwendung wäre zum Beispiel die Zustellung von Car-Sharing- oder Mietautos. Es könnte auch eine Zusatzoption sein, um die Einführung neuer Services rund ums autonome Fahren zu unterstützen. Die Teleassistenz ist eine dauerhaft vorgeschriebene Rolle in der Autonome-Fahrzeuge-Genehmigungs-und-Betriebs-Verordnung (AFGBV). Diese Verordnung regelt den Betrieb von autonomen Fahrzeugen in Deutschland.
Die Teleassistenz ist mit Menschen besetzt, die von einer Leitstelle aus die Automation im Fahrzeug unterstützen, wenn diese in einer Verkehrssituation nicht weiterweiß. Dazu schauen sich die Operatorinnen und Operatoren die Situation des Fahrzeugs an. Dann schlagen sie Manöver vor oder geben ein vom Fahrzeug vorgeschlagenes Manöver frei, welches das Fahrzeug dann selbst ausführt. Anfragen an die Teleassistenz dürfen allerdings nicht zeitkritisch sein. Das Fahrzeug muss sich bereits in einem sicheren Zustand befinden, also verkehrskonform angehalten oder geparkt sein.
Momentan werden Telefahren und Teleassistenz noch getrennt gesehen. In Zukunft könnte auch die Kombination von beidem sinnvoll sein. Denn wir werden auf längere Zeit noch einen Mischverkehr aus nicht-automatisierten, teilautomatisierten und autonomen Fahrzeugen haben. Die Übergänge zwischen diesen Betriebsweisen muss man gestalten – was technische Aspekte betrifft und die Perspektive der Nutzenden. Die dazugehörige weitere Forschung ist notwendig und vom Gesetzgeber vorgeschrieben. Das DLR ist seit vielen Jahren in diesem Bereich aktiv, mit eigenen Forschungsaktivitäten und in beratender Funktion. Unter anderem haben wir einen Arbeitsplatz für eine technische Aufsicht entwickelt, um Aufgaben der Teleassistenz durchzuführen. Im Fokus steht dabei die Schnittstelle zwischen dem Menschen, der aus der Ferne bei Bedarf eingreift, und dem autonomen Fahrzeug. Mit dem „Remote Operation Workplace“ gehört das DLR zu den Vorreitern in diesem Bereich. Denn bisher gibt es nur wenige Vorschläge, wie solche Arbeitsplätze gesetzeskonform aussehen könnten.
Mit dem ‚Remote Operation Workplace‘ gehört das DLR zu den Vorreitern in diesem Bereich. Denn bisher gibt es nur wenige Vorschläge, wie solche Arbeitsplätze gesetzeskonform aussehen könnten.
Wer soll das bezahlen? Oder anders gefragt: Wird sich autonomes Fahren irgendwann lohnen?
Ich würde andersherum argumentieren: Auf längere Sicht werden wir es uns nicht leisten können, unsere Mobilität nicht zu automatisieren. Denn sowohl für unsere Wirtschaft als auch für die gesellschaftliche Teilhabe aller brauchen wir einen leistungsfähigen und attraktiven Personen- und Gütertransport. Aber der Mangel an Fahrerinnen und Fahrern ist jetzt schon deutlich sichtbar. Beide Bereiche können von einer Automatisierung erheblich profitieren. Perspektivisch wird der automatisierte Verkehr nicht nur leistungsfähiger, flexibler und sicherer, sondern auch günstiger sein. Das ist alles eine Frage der Skalierung. So könnten autonome Shuttles und Busse, die vor allem bedarfsgesteuert fahren, die Qualität des öffentlichen Nahverkehrs erheblich verbessern, zu geringeren Wartezeiten, weniger Verkehrsbelastung auf den Straßen und damit auch geringeren Klima- und Umweltwirkungen führen.
Wo werden Deutschland und Europa in zehn Jahren beim Thema autonomes Fahren stehen?
Aktuell ist die Entwicklung sehr dynamisch. Schon in Monaten oder wenigen Jahren können neue große Schritte kommen – ähnlich wie bei der Entwicklung des Smartphones. Hier brachte das erste iPhone von Apple den Durchbruch. Wenn wir das, was wir gemeinsam mit Partnern aus Forschung und Industrie entwickeln, in die Anwendung bringen, werden wir nicht nur autonomes Fahren auf unseren Straßen haben, sondern auch vermeiden, dass diese Fahrzeuge alle als unverbesserliche „Einzelkämpfer“ unterwegs sind.
Stattdessen werden wir die unterschiedlichsten autonomen, aber miteinander vernetzten Systeme haben: von Lkw über Busse und Pkw bis hin zu Kleinfahrzeugen und Lieferrobotern. Diese Systeme werden stetig weiterlernen sowie untereinander und mit uns Menschen kooperieren. Deshalb sind die Punkte Vernetzung und Interoperabilität so zentral und müssen in unserer Forschung schon von Anfang an mitgedacht und abgebildet werden. Wenn wir die Entwicklung des autonomen Fahrens aus einer übergeordneten Perspektive betrachten, müssen wir für uns als demokratische Gesellschaft die Frage beantworten: Wer soll die dafür benötigten Technologien und Systeme entwickeln und verkaufen – und sind sie dann auch so gestaltet, wie wir das als Gesellschaft wollen und brauchen?
Ein Beitrag von Denise Nüssle aus dem DLRmagazin 179. Sie ist Presseredakteurin im DLR und berichtet vorwiegend über die Forschungsbereiche Energie und Verkehr. Als bekennende „Region-Stuttgarterin“ erlebt sie den Wandel der Automotive- und Mobilitätsbranche live vor Ort.