• Zukunftslabor für autonomes Fahren.

  • Zukunftslabor für autonomes Fahren.

    • 2. October 2013
    • Autonomes Fahren
    • Fotos: Stefan Hohloch, Daimler
    • Text: Frank Brandt

    In einer groß angelegten Akzeptanzstudie schickten Daimler-Forscher Autofahrerinnen und -fahrer auf eine Reise in die Zukunft des autonomen Fahrens.

    Die Zukunft, das unbekannte Wesen: Seit ewigen Zeiten beschäftigen sich Menschen mit dem Phänomen der Nachwelt und philosophieren über die Frage, was ihnen die Zukunft bringen wird und ob man sie vorhersehen kann. Antworten darauf gibt es indes nur selten. Zukunft, das ist stets etwas Schicksalhaftes – ungewiss und voller Rätsel. „Es kommt nicht darauf an, die Zukunft vorauszusagen, sondern gut darauf vorbereitet zu sein.“ So einfach und so zutreffend brachte es der griechische Politiker Perikles auf den Punkt und formulierte damit schon im fünften Jahrhundert vor Christus eine der wichtigsten Leitideen, der Forscher und Vordenker noch heute folgen. Ihr Credo lautet: Zukunft lässt sich bestimmen; Zukunft wird durch unser heutiges Handeln geformt, gestaltet und damit auch beeinflusst.

    Deshalb ist die Beschäftigung mit der Welt von übermorgen mehr als nur ein philosophisches Thema. Für ein Automobilunternehmen wie Daimler hat sie sogar eine strategische Bedeutung, denn wer aufhört vorauszudenken, riskiert überholt zu werden. „Forschung ist Zukunftsvorsorge“, so denkt man in Stuttgart seit der Gründung des Forschungsressorts vor genau 45 Jahren. Bis heute zählt es zu den Hauptaufgaben der Ingenieure und Wissenschaftler, Soziologen und Psychologen, die Welt von morgen zu antizipieren und Technologien zu entwickeln, die unsere Mobilität positiv verändern werden. Das bedeutet, weit nach vorn zu blicken und ungeachtet kurzlebiger Trends, Stimmungen oder Modeerscheinungen jene Entwicklungen und Erwartungen zu erkennen, die wirklich bedeutsam sind. So lässt sich Zukunft gestalten.

    Einer dieser Megatrends ist das autonome Fahren. Schon in einigen Jahren wird es möglich sein, Autos mit einem intelligenten elektronischen Copiloten auszurüsten, der zeitweise die Rolle des Fahrers übernimmt und den Wagen automatisch über die Autobahnen führt. Mit den modernen radar- und kamerabasierten Fahrerassistenzsystemen, die Mercedes-Benz schon heute in allen Fahrzeugklassen anbietet, ist der Einstieg in diese Technologie bereits vollzogen und es erscheint nur logisch und konsequent zu sein, die Systeme weiterzuentwickeln und ihre Sensoren so intelligent zusammenzuführen, dass sie das Verkehrsgeschehen rund um das Auto beobachten und dieses in Verbindung mit einem leistungsfähigen Computer lenken, bremsen und beschleunigen können.

    „Der lang gehegte Traum vom autonomen Fahren wird schrittweise Realität“, sagt Ralf Guido Herrtwich, Leiter Fahrassistenz- und Fahrwerksysteme in der Daimler-Konzernforschung. „Mit der neuen S-Klasse, die im Stau automatisch fahren kann, hat diese Evolution bereits begonnen.“ Doch es wäre kurzsichtig und entspräche nicht dem Grundsatz nachhaltiger Zukunftsplanung, sich bei einem so wichtigen Thema nur auf Fragen der Technik zu konzentrieren. Denn was nützt das intelligenteste Fahrerassistenzsystem, wenn es die Kunden nicht interessiert? Wenn sie andere Präferenzen und andere Erwartungen an ihr zukünftiges Auto haben? Um diese wichtigen Fragen zu klären, stellt Daimler den Menschen in den Mittelpunkt des Forschungsprojekts zum autonomen Fahren.

    Frühjahr 2013: Das Stuttgarter Automobilunternehmen lädt rund 100 Autofahrerinnen und Autofahrer ein, an einer der bisher größten Studien des Customer Research Centers (CRC) teilzunehmen. Ihre Meinung soll den Forschern Erkenntnisse über die Akzeptanz der neuartigen Technologie liefern und Hinweise zur Konzeption künftiger Assistenzsysteme für die Mercedes-Benz Modelle geben. Die Teilnehmer an der Untersuchung sind Menschen verschiedener Altersklassen, Kunden verschiedener Automarken, Führerscheinneulinge und Routiniers, die schon heute regelmäßig Fahrerassistenzsysteme nutzen. So bildeten die Forscher ein durchaus repräsentatives Kollektiv an Testteilnehmern, mit denen sie im Fahrsimulator des Mercedes-Benz Entwicklungszentrums zu einer ausgiebigen Reise in die Zukunft starteten.

    Rund drei Stunden dauerte die Reise der Studienteilnehmer in die Zukunft des autonomen Fahrens im Sindelfinger Fahrsimulator.

    Nur: Wie sollen Autofahrer ein System bewerten, dass es erst in einigen Jahren geben wird? Wie sollen sie heute sagen, was sie übermorgen denken werden? Intensiv beschäftigte sich das Forscherteam bei der Konzeption der Akzeptanzuntersuchung mit diesen Fragen, denn sie bildeten den Schlüssel des Erfolgs. „Uns war klar, dass wir wirklich aussagekräftige Meinungen nur dann hören werden, wenn wir ein Szenario schaffen, das die Welt von morgen abbildet und das es unseren Probanden ermöglicht, gedanklich gut ein halbes Jahrzehnt vorauszueilen“, erklärt Daimler-Forscherin Marianne Reeb eine der Hauptaufgaben bei der Planung der Studie. Mit anderen Worten: Das Phänomen Zukunft musste erlebbar gemacht werden.

    Das autonome Fahrsystem bedeute Reisen »wie im Flugzeug«

    PROBAND

    Die Methode, mit der Wissenschaftler diese spannende Aufgabe lösten, heißt „Information Acceleration“. Sie wurde von Professor Glen L. Urban am renommierten Massachusetts Institute of Technology (MIT) entwickelt und in den vergangenen Jahren schon mehrmals erfolgreich angewendet. Das Grundprinzip lautet „informieren und konditionieren“: Mithilfe verschiedener Medien wie Broschüren, Internet, Filme, Blogs oder TV-Beiträge sollen Kunden durch Informationen in die Welt von morgen versetzt werden, sodass sie das Objekt der jeweiligen Marktuntersuchung wirklichkeitsgetreu beurteilen können – quasi mit den Augen eines Kunden der Zukunft. Die Chancen zukünftiger Automodelle, Smartphones und Computer, aber auch neue Finanzdienstleistungen oder Online-Dienste haben Forscher mithilfe der MIT-Methode bereits analysiert und konnten mit ihren Erkenntnissen wertvolle Hinweise für die Produktentwicklung geben. Marianne Reeb: „Es ist ein probates Verfahren, um schon heute vorhersagen zu können, was die Menschen in einigen Jahren denken werden.“

    NACHRICHTEN AUS DEM JAHR 2020

    „Die Welt hat sich verändert.“ Mit diesen Worten beginnt ein dreiminütiger Film, den die Teilnehmer zu Beginn der Daimler-Akzeptanzstudie sahen. Er versetzte sie in die Zeit um das Jahr 2020 und zeigte einen Alltag, in dem vieles automatisiert abläuft und noch engmaschiger vernetzt ist als heute. Alles wird einfacher, stressfreier und komfortabler, so die Kernbotschaft des Visionsfilms – auch das Autofahren.

    Durch dieses „Future Conditioning“ zeichneten die Forscher ein Bild der Zukunft, das die Probanden dann durch eigene Recherchen weiter konkretisieren konnten. Per Mausklick lieferte ihnen ein Computer weitere Nachrichten aus der Zukunft: Zeitungsberichte über Ereignisse in Politik und Wirtschaft, wie sie 2020 möglich sein könnten, Experten-Interviews, Internetseiten von Behörden und Organisationen sowie Blogs mit Erfahrungsberichten imaginärer Zeitgenossen.

    Im Mittelpunkt des Informationsangebots stand freilich das Thema „Autofahren in der Zukunft“, das vor allem durch Berichte über autonom fahrende Autos geprägt wurde. „Insgesamt hatten wir weit über ein Dutzend Infopunkte zusammengestellt, die von den Testteilnehmern angeklickt werden konnten. Dabei wurde das autonome Fahren durchaus auch kritisch beleuchtet, etwa durch Unfallberichte oder Vergleichstests verschiedener Fahrerassistenzsysteme“, sagt Projektleiterin Christin Sütterlin vom Customer Research Center. Mit diesem Informationsangebot waren die Probanden umfassend auf die Zukunft vorbereitet und erlebten anschließend die entscheidende Phase der Akzeptanzuntersuchung, in der sie ihr Wissen über das Autofahren in der Zukunft durch eigene, praktische Erfahrungen erweiterten: Im Fahrsimulator stand ein Mercedes-Benz bereit, wie er um das Jahr 2020 Realität sein könnte – eine Limousine, die von allein über die Autobahn fährt.

    „Die Testteilnehmer konnten selbst entscheiden, ob sie die neue Technologie nutzen wollten oder nicht“, berichtet Bernhard Morys, Leiter des Versuchsbetriebs im Fahrsimulator. „Wer autonom fahren wollte, konnte das System auf der rechten Fahrspur aktivieren und wurde anschließend mit 130 km/h über die Autobahn chauffiert. Wer schneller fahren wollte, musste selbst das Lenkrad übernehmen und konnte auf der linken Fahrspur bis auf 160 km/h beschleunigen.“ Keine Frage, dass die Mehrzahl der Autofahrerinnen und Autofahrer schon nach kurzer Zeit auf Automatikbetrieb umschalteten und nicht selbst fahren wollten. Das überraschte das Forscherteam nicht. Der Wunsch, das Lenkrad für gewisse Zeit loszulassen und etwas anderes zu tun, entspricht einem Trend, den die Fachleute schon seit einiger Zeit beobachten. „Wir erkennen, dass sich junge Menschen im Auto lieber auf andere Dinge konzentrieren würden als auf das Autofahren. Das gilt vor allem bei langen, monotonen Fahrten, im Stau oder auf Strecken, die man täglich fährt“, erklärt Daimler-Forscherin Marianne Reeb.

    SIGNIFIKANTER MEINUNGSWANDEL

    Doch womit beschäftigen sich Autofahrer, während ihr Wagen sie über die Autobahn chauffiert? Um das zu klären, war der Testwagen im Fahrsimulator mit einem Online-System ausgerüstet, das per Touchscreen Musik, E-Mails, Videos, Nachrichten oder Internetdienste ins Auto holte – insgesamt ein umfangreiches Infotainmentprogramm, das heute während der Fahrt nicht zur Verfügung steht, weil es Autofahrer zu stark vom Verkehrsgeschehen ablenken würde. „Das Feedback war überwiegend positiv. Über die Hälfte der Testteilnehmer gaben an, während der Fahrt das neue Informations- und Unterhaltsangebot mit gutem und sicherem Gefühl nutzen zu können“, berichtet Christin Sütterlin und lässt damit bereits durchblicken, wo für die Kunden die Vorteile des autonomen Fahrens liegen.

    Das Fahrzeug nach dem Ausschalten des autonomen Systems wieder selbst zu lenken, empfand ich als »viel zu stressig«

    PROBAND

    Immer wieder hatten die Forscher den Probanden im Laufe der Untersuchung Fragen gestellt und sich nach ihrer Meinung über die neue Technologie erkundigt. Das brachte einen aufschlussreichen Stimmungswandel zutage, der den Erfolg der MIT-Methode der „Information Acceleration“ bestätigt. War die Mehrzahl der Testteilnehmer zu Beginn der Studie eher skeptisch und beurteilte das System zum Beispiel als „teure Spielerei“, die dem Autofahrer wahrscheinlich nur wenig Verantwortung abnehme, so änderte sich diese Einstellung nach dem virtuellen Ausflug in die Zukunft deutlich.

    „Mit zunehmender Information und echter Erfahrung mit dem System verbesserte sich die Akzeptanz für das autonome Fahren signifikant“, fasst Christin Sütterlin das Ergebnis zusammen. Konkret: Rund 50 Prozent der Testteilnehmer bezeichneten sich am Ende der Studie als Fans des autonomen Fahrens und zeigten eine hohe Kaufbereitschaft für dieses System. Weitere 31 Prozent waren stark interessiert und würden eine solche Technik gerne als Serienausstattung nutzen. Zusammengerechnet lag die Akzeptanz für das autonome Fahren also bei über 80 Prozent. „Dieses Ergebnis hat uns überrascht“, sagt Kundenforscherin Sütterlin. „Es zeigt, dass wir auf dem richtigen Weg sind und eine wichtige Technologie für das Auto der Zukunft entwickeln.“

    Der wichtigste Grund, der für das autonome Fahren spricht, ist nach Meinung der Probanden die hohe Entlastung. Fast 70 Prozent der Testteilnehmer betonten diesen Vorteil. Die neue Technik böte wirkliche Unterstützung in nervigen Situationen wie Stau oder Routinefahrten und ermögliche eine sinnvolle Nutzung der Zeit im Auto, erklärten sie ebenfalls mehrheitlich. Wörtlich gab einer der Teilnehmer zu Protokoll, mit diesem System reise er „wie im Flugzeug“ und hätte es als „viel zu stressig“ empfunden, als er am Ende der Fahrt wieder selbst lenken musste. Auch der Sicherheitsgewinn wurde erkannt und von weit über 50 Prozent der Fahrer positiv bewertet, weil es ihrer Meinung nach weniger Unfälle durch menschliches Versagen geben werde. Und schließlich brachten zahlreiche Versuchsteilnehmer auch Stichwörter wie Ökologie und Wirtschaftlichkeit in die Diskussion ein. Sie empfanden das autonome Fahren als besonders verbrauchsgünstig und umweltschonend.

    Doch es gab durchaus auch kritische Stimmen. Manche Testteilnehmer verspürten während der autonomen Autobahnfahrt ein erhöhtes Kontrollbedürfnis und hatten Sorge, ob der Wagen alles richtig macht. Einige sahen das Risiko, durch eine Nebentätigkeit abgelenkt zu werden und deshalb nicht rechtzeitig eingreifen zu können, wenn das System den Fahrer auffordert, wieder selbst die Regie über das Auto zu übernehmen. Hier sei eine abgestufte Vorwarnstrategie erforderlich, meinte fast jeder vierte Testfahrer und bestätigte damit eine Aufgabe, der sich die Daimler-Ingenieure bereits widmen.

    Rund drei Stunden dauerte die virtuelle Reise der Versuchsteilnehmer in die automobile Zukunft, drei Stunden, in denen sich ihr Interesse, ihre Begeisterung und ihre Akzeptanz für das zukünftige System kontinuierlich von Testphase zu Testphase verbesserten. Doch das genügte den Forschern noch nicht. Aus Erfahrung wissen sie, dass die Euphorie oft deutlich nachlässt, wenn Probanden wieder in ihren Alltag zurückkehrt sind und einige Zeit über ihre Erlebnisse nachgedacht haben. Um dies zu berücksichtigen, meldeten sich die Kundenforscher nach zwei Wochen wieder bei den Teilnehmer der Akzeptanzstudie und erkundigten sich nochmals nach ihrer Meinung über das autonome Fahren. „Das Ergebnis zeigt zwar einen leichten Rückgang der Akzeptanz, doch die Einstellung war weiterhin überwiegend positiv und das Interesse an einem solchen Fahrerassistenzsystem lag auch bei der Nachbefragung noch immer deutlich über den Werten, die wir zu Beginn der Studie festgestellt hatten“, berichtet Kundenforscherin Christin Sütterlin und ergänzt: „Damit steht fest, dass das autonome Fahren keine ‚Strohfeuer‘- Innovation ist.“

    DIE PERFEKTE ILLUSION DES AUTOFAHRENS

    Der Mercedes-Benz Fahrsimulator

    Der Fahrsimulator spielt bei der Entwicklung moderner Fahrsicherheits- und Assistenzsysteme eine immer größere Rolle. Die Anlage im Mercedes-Benz Entwicklungszentrum in Sindelfingen, die weltweit zu den modernsten und leistungsfähigsten Fahrsimulatoren der Automobilindustrie gehört, besteht aus einer auf sechs beweglichen Stützen installierten Kabine, die dank ihres schnellen und leistungsfähigen Antriebs alle Bewegungen und Fahrmanöver eines Autos wirklichkeitsgetreu simulieren kann. Im Inneren der Kabine befindet sich ein kompletter Mercedes-Benz, in dem der Testfahrer Platz nimmt. Eine 360-Grad-Projektion stellt den Straßenverkehr realitätsgetreu dar und lässt auch Fußgänger und Gegenverkehr in der virtuellen Welt erscheinen. Perfekt wird die Illusion des Autofahrens, weil etwa am Lenkrad situationsgerecht die Rückstellkräfte der Lenkung zu spüren sind oder bei schneller Kurvenfahrt das Quietschen der Reifen hörbar ist. Auch Gefahren des Straßenverkehrs wie Glatteis oder Seitenwind lassen sich samt der entsprechenden Reaktionen des Autos simulieren.

    Bei der Testfahrt durch die virtuelle Wirklichkeit berechnet der Computer über 1.000 Mal pro Sekunde das Fahrverhalten des Wagens und erteilt der Elektrik die entsprechenden Befehle. Sie bewegt die Anlage mit einer Geschwindigkeit von maximal zehn Metern pro Sekunde (36 km/h) um bis zu zwölf Meter in Querrichtung, sodass beispielsweise auch dynamische Doppelspurwechsel gefahren werden können. Mit dieser „Real-Life“-Simulation bewährt sich die Anlage nicht nur als Forschungslabor, sondern auch als multifunktionaler Prüfstand, auf dem Systeme und Komponenten künftiger Fahrzeuge bereits in frühen Entwicklungsphasen erprobt und optimiert werden. Nach Eingabe umfangreicher Fahrzeugdaten berechnet ein Fahrdynamikprogramm die Reaktionen des jeweiligen Fahrzeugtyps in Echtzeit. So lassen sich Regel-, Sicherheits- und Assistenzsysteme gefahrlos bis in den fahrphysikalischen Grenzbereich testen.

    BESCHLEUNIGUNG IN DIE ZUKUNFT

    Information Acceleration

    Wie erkennt man heute, was die Menschen morgen denken werden? Wie findet man heraus, welche Erwartungen Kunden in Zukunft haben werden und welche Produkte sie bevorzugen? Mit diesen Fragen beschäftigte sich in den 1990er-Jahren ein Forscherteam der „Sloan School of Management“ am angesehenen Massachusetts Institute of Technology in Cambridge (USA). Die Wissenschaftler unter der Leitung von Professor Glen L. Urban hatten das immer stärkere Interesse der Industrieunternehmen an treffsicheren Vorhersagen über zukünftige Kundenreaktionen erkannt. Zwar führen die Konzerne regelmäßig Befragungen durch und laden ausgewählte Kunden zu Produkt- oder Prototypenpräsentationen ein, doch solche Erhebungen haben ein gravierendes Manko: Sie können nur Meinungen aus der Gegenwart widerspiegeln – Meinungen, die sich im Laufe der oft mehrjährigen Produktentwicklung rasch wieder ändern können. Was fehlt, ist ein weiter Blick voraus, der auch die Lebensweisen, Einstellungen und Stimmungen der Menschen in der Zukunft berücksichtigt. So entwickelte Professor Urban eine Methode, die er „Information Acceleration“ nennt. Ihr Prinzip ist einfach: Wenn man den Kunden schon heute die Informationen zur Verfügung stellt, die sie in der Zukunft erhalten werden, können sie ein neues Modell oder eine neue Technologie realistischer beurteilen als mit den herkömmlichen Verfahren der Marktforschung. Mit anderen Worten: Es geht darum, die Informationen der Kunden zu beschleunigen und sie gedanklich in die Zukunft zu bringen. Mit dem umfassenden Wissen über das neue Produkt und den Nachrichten aus der Welt von übermorgen schafft Professor Urban eine solide Basis, um Verbraucher nach ihrer Meinung zu fragen. Sie berichten damit quasi aus der Zukunft, bewerten Neuentwicklungen in einem anderen Kontext und in einem anderen Umfeld als heute.

    AUTONOMES FAHREN UND GESELLSCHAFT

    Das Projekt “Villa Ladenburg”

    Wenn die Automobile der Zukunft autonom fahren, wird sich dadurch nicht nur das individuelle Fahrverhalten ändern, sondern beispielsweise auch Arbeits- und Lebensgewohnheiten und rechtliche Vorschriften. Doch wie lässt sich dafür allgemeine Akzeptanz schaffen? Welche sozialen, psychologischen, rechtlichen und wirtschaftlichen Aspekte begleiten das autonome Fahren? Unter anderem mit diesen Fragestellungen widmet sich das interdisziplinäre Forschungsprojekt „Villa Ladenburg“ seit Herbst 2012 den gesamtgesellschaftlichen Auswirkungen des autonomen Fahrens. Das Projekt – mit einem Kernteam von vier Forschern und weiteren zwanzig Experten unterschiedlicher Fachbereiche – wird mit insgesamt zwei Millionen Euro von der Daimler und Benz Stiftung gefördert, die bereits seit 1986 Forschungsaktivitäten verschiedenster wissenschaftlicher Disziplinen unterstützt. Das Expertenteam des Projekts „Villa Ladenburg“ ist breit aufgestellt: Neben zahlreichen deutschen Universitäten sind auch Mitarbeiter der US-amerikanischen Stanford University und der California State University beteiligt. Der Abschlussbericht des Projekts, mit den Einschätzungen der Forscher zur gesellschaftlichen Zukunft des autonomen Fahrens, soll Ende 2014 vorgelegt werden und dann auch öffentlich zugänglich sein.

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