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Autonomes Fahren

Technische, rechtliche und gesellschaftliche Aspekte

  • Open Access
  • 2015
  • Open Access
  • Buch

Über dieses Buch

Ist das voll automatisierte, autonom fahrende Auto zum Greifen nah? Testfahrzeuge und Zulassungen in den USA erwecken diesen Eindruck, werfen aber gleichzeitig viele neue Fragestellungen auf. Wie werden autonome Fahrzeuge in das aktuelle Verkehrssystem integriert? Wie erfolgt ihre rechtliche Einbettung? Welche Risiken bestehen und wie wird mit diesen umgegangen? Und welche Akzeptanz seitens der Gesellschaft sowie des Marktes kann hinsichtlich dieser Entwicklungen überhaupt erwartet werden?

Das vorliegende Buch gibt Antworten auf ein breites Spektrum dieser und weiterer Fragen. Expertinnen und Experten aus Deutschland und den USA beschreiben aus ingenieur- und gesellschaftswissenschaftlicher Sicht zentrale Themen im Zusammenhang mit der Automatisierung von Fahrzeugen im öffentlichen Straßenverkehr. Sie zeigen auf, welche „Entscheidungen“ einem autonomen Fahrzeug abverlangt werden beziehungsweise welche „Ethik“ programmiert werden muss. Die Autorinnen und Autoren diskutieren Erwartungen und Bedenken, die die individuelle wie auch die gesellschaftliche Akzeptanz des autonomen Fahrens kennzeichnen. Ein durch autonome Fahrzeuge erhöhtes Sicherheitspotenzial wird den Herausforderungen und Lösungsansätzen, die bei der Absicherung des Sicherheitskonzeptes eine Rolle spielen, gegenübergestellt. Zudem erläutern sie, welche Veränderungsmöglichkeiten und Chancen sich für unsere Mobilität und die Neuorganisation des Verkehrsgeschehens ergeben, nicht zuletzt auch für den Güterverkehr. Das Buch bietet somit eine aktuelle, umfassende und wissenschaftlich fundierte Auseinandersetzung mit dem Thema „Autonomes Fahren“.

Inhaltsverzeichnis

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  1. Einleitung

    1. 1. Einleitung

      • Open Access
      Markus Maurer
      Zusammenfassung
      Autonomes Fahren wird heute in den Medien engagiert, gelegentlich auch sehr emotional diskutiert. Die Debatte wird angeheizt durch Erfolgsmeldungen von Automobilherstellern, Systempartnern und Unternehmen, deren Geschäftsmodelle bislang in anderen Bereichen liegen. Noch im Jahr 2011, in der Definitionsphase des Projektes „Autonomes Fahren – Villa Ladenburg“, das auch das vorliegende Buch ermöglicht hat, war nicht abzusehen, wie präsent das Thema in der öffentlichen Diskussion zu Projektende drei Jahre später sein würde.
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    2. 2. Use-Cases des autonomen Fahrens

      • Open Access
      Walther Wachenfeld, Hermann Winner, Chris Gerdes, Barbara Lenz, M. Maurer, S. A. Beiker, E. Fraedrich, T. Winkle
      Zusammenfassung
      Der Begriff des autonomen Fahrens wurde mithilfe der technischen Definition des Automatisierungsgrads „vollautomatisiert“ nach BASt [1] und zusätzlich durch das Verständnis der „Selbstbestimmung im Rahmen eines übergeordneten (Sitten)-Gesetzes“ [2] in Kap. 1 beschrieben. Trotzdem kann innerhalb dieser Rahmendefinition eine Vielfalt an Einsatzmöglichkeiten und Ausprägungen des autonomen Fahrens gefunden werden.
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  2. Human and Machine

    1. Frontmatter

    2. 3. Das automatisierte Fahren im gesellschaftsgeschichtlichen und kulturwissenschaftlichen Kontext

      • Open Access
      Fabian Kröger
      Zusammenfassung
      Die Faszination des automobilen Autonomieversprechens basiert historisch vor allem auf der Kontrolle des menschlichen Fahrers über Gaspedal, Lenkrad und Bremse. Das Lenken eines Autos sei der einzige Bereich, „wo dem Machtrausch und der Erfindungsgabe noch ein freier Raum“ verbleibe, beobachtete der Semiologe Roland Barthes 1963 ([3], S. 241). Auch der Soziologe Henri Lefebvre betonte, das Automobil sei das letzte Refugium von Zufällen und Risiko in einer zunehmend kontrollierten und verwalteten Gesellschaft ([19], S. 103).
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    3. 4. Why Ethics Matters for Autonomous Cars

      • Open Access
      Patrick Lin
      Zusammenfassung
      If motor vehicles are to be truly autonomous and able to operate responsibly on our roads, they will need to replicate – or do better than – the human decision-making process. But some decisions are more than just a mechanical application of traffic laws and plotting a safe path. They seem to require a sense of ethics, and this is a notoriously difficult capability to reduce into algorithms for a computer to follow.
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    4. 5. Implementable Ethics for Autonomous Vehicles

      • Open Access
      J. Christian Gerdes, Sarah M. Thornton
      Zusammenfassung
      As agents moving through an environment that includes a range of other road users – from pedestrians and cyclists to other human or automated drivers – automated vehicles continuously interact with the humans around them. The nature of these interactions is a result of the programming in the vehicle and the priorities placed there by the programmers. Just as human drivers display a range of driving styles and preferences, automated vehicles represent a broad canvas on which the designers can craft the response to different driving scenarios.
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    5. 6. Wechselwirkung Mensch und autonomer Agent

      • Open Access
      Ingo Wolf
      Zusammenfassung
      Menschen repräsentieren Wissen und Lernerfahrungen in Form von mentalen Modellen. Dieses aus der Kognitionspsychologie stammende Konzept ist eines der zentralen theoretischen Paradigmen für das Verständnis und die Gestaltung der Interaktion von Menschen mit technischen Systemen [1]. Mentale Modelle dienen in diesem Kontext einerseits der Beschreibung menschlicher Informationsverarbeitung, z. B.
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    6. 7. Kommunikationsprobleme zwischen autonomen Fahrzeugen und menschlichen Fahrern

      • Open Access
      Berthold Färber
      Zusammenfassung
      Häufig wird im Zusammenhang mit autonomen Landfahrzeugen der Luftverkehr als Beispiel herangezogen, bei dem – abgesehen von Start und Landung – der Autopilot die Steuerung übernimmt. Somit stellt sich die Frage: Was können wir aus dem Luftverkehr lernen? Die Gemeinsamkeit zwischen autonom fliegenden und autonom fahrenden Fahrzeugen besteht darin, dass der Pilot bzw. Fahrer die letzte Verantwortung trägt. Es gibt aber mehrere Unterschiede zwischen Straßenverkehr und Luftverkehr (und damit ist nicht die Art der Fortbewegung gemeint), die eine Übertragung zwischen den Systemen nicht sinnvoll macht.
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  3. Mobilität

    1. Frontmatter

    2. 8. Autonomous Driving – Political, Legal, Social, and Sustainability Dimensions

      • Open Access
      Miranda A. Schreurs, Sibyl D. Steuwer
      Zusammenfassung
      Autonomous driving (self-driving) vehicles, once just a science fiction dream, are a growing reality. Although not commercially available, rapid advancements in technology are creating a situation where technological development needs are moving beyond the regulatory environment. Technological developments have put pressure on governments to make regulatory changes permitting on-road testing of autonomous vehicles. Nevada became the first government worldwide to provide licenses for the testing and operation of autonomous vehicles in the state albeit under strict conditions.
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    3. 9. Neue Mobilitätskonzepte und autonomes Fahren: Potenziale der Veränderung

      • Open Access
      Barbara Lenz, Eva Fraedrich
      Zusammenfassung
      Verkehr ist Ausdruck der Befriedigung von Mobilitätsbedürfnissen mit unterschiedlichen Verkehrsmitteln – im Alltagsverkehr sind Menschen zu Fuß, mit dem Fahrrad, den Verkehrsmitteln des öffentlichen Verkehrs oder dem Pkw unterwegs. Dabei werden zwei große Gruppen unterschieden: Personen mit einer ausgeprägten Präferenz für die Nutzung des privaten Pkw einerseits und Personen mit einer Vorliebe für den sogenannten „Umweltverbund“, d. h. für die Kombination aus öffentlichem Personenverkehr (ÖPV), Fahrradund Fußwegen, andererseits [1].
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    4. 10. Einführungsszenarien für höhergradig automatisierte Straßenfahrzeuge

      • Open Access
      Sven A. Beiker
      Zusammenfassung
      Nach wie vor gehören Verkehrsunfälle zum alltäglichen Straßenbild, und die Statistiken dokumentieren, dass es beispielsweise in den USA ca. 33.000 Todesopfer pro Jahr gibt [1]; in Deutschland sterben ca. 3300 Menschen pro Jahr im Straßenverkehr [2]. An dieser Stelle verspricht die Fahrzeugautomatisierung, d. h. die zunehmende Übergabe der Fahraufgabe vom Menschen an den Computer, eine deutliche Reduktion der Unfallzahlen und Unfallschwere. Darüber hinaus ermöglichen automatisierte Fahrzeuge auch eine bessere Koordination der individuell genutzten Fahrzeuge allgemein und damit eine effizientere, komfortablere und sicherere Individualmobilität.
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    5. 11. Autonomes Fahren und Stadtstruktur

      • Open Access
      Dirk Heinrichs
      Zusammenfassung
      Mobilität, Verkehr und die physische Gestalt städtischer Räume sind eng miteinander verknüpft [1]. Die Stadtstruktur bildet eine wichtige Grundlage für Mobilitätsentscheidungen von Haushalten und Unternehmen und gibt in entscheidendem Maße vor, welche Formen von Verkehr ermöglicht oder aber auch ausgeschlossen werden. Kompakte Stadtstrukturen mit hoher Dichte und Nutzungsmischung bieten gute Voraussetzungen für kurze Wege, ein leistungsfähiges öffentliches Verkehrsangebot, fördern den Fuß- und Radverkehr und machen die Nutzung des Kraftfahrzeugs im Alltag oft unnötig.
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    6. 12. Autonome Fahrzeuge und autonomes Fahren aus Sicht der Nachfragemodellierung

      • Open Access
      Rita Cyganski
      Zusammenfassung
      Luis G. Willumsen, einer der renommiertesten Wissenschaftler für die Verkehrsmodellierung, stellte 2013 auf einer Fachkonferenz fest: „We can no longer ignore them [autonome Fahrzeuge], if planning horizon is 10+ years“ [37]. Doch Arbeiten, die versuchen, die Auswirkungen der autonomen Fahrzeuge auf die Alltagsmobilität der potenziellen Nutzer und konkret deren Verkehrsmittelwahl zu antizipieren, finden sich erst selten [11], [19], [37]. Allerdings erlaubt ein Blick auf die individuellen Treiber unseres täglichen Mobilitätsverhaltens bereits jetzt vorsichtige Aussagen zu etwaigen Verhaltensänderungen durch die Einführung autonomer Fahrzeuge. Analogieschlüsse zur Nutzung bekannter Verkehrsmittel und ihre Übertragung in Verkehrsnachfragemodelle lassen erste quantitative Aussagen über Auswirkungen auf die Gesamtverkehrsnachfrage zu. Die Nachfragemodellierung ermöglicht es hierbei, zwischen unterschiedlichen räumlichen Kontexten und Nutzergruppen zu unterscheiden und verschiedene Szenarien zum Einsatz solcher Systeme zu evaluieren.
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    7. 13. Auswirkungen des autonomen Fahrens auf das Fahrzeugkonzept

      • Open Access
      Hermann Winner, Walther Wachenfeld
      Zusammenfassung
      Nach der Erfindung des Automobils durch Carl Benz im Jahr 1886 haben sich zum Teil sehr unterschiedliche Fahrzeugkonzepte gebildet. Einiges ist als konsequente Weiterentwicklung und Ablösung vorheriger Konzepte zu sehen, wie die Abkehr vom Kutschen- Design und die Integration der Räder und des Fahrwerks unterhalb der Karosserie oder die selbsttragende Karosserie. Als Haupteinfluss auf das Fahrzeugkonzept kann der Einsatzzweck betrachtet werden, der besonders deutlich wird, wenn Nutzkraftfahrzeuge mit einbezogen werden.
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    8. 14. Implementierung eines selbstfahrenden und individuell abrufbaren Personentransportsystems

      • Open Access
      Sven A. Beiker
      Zusammenfassung
      Derzeit wird in der Fachwelt und in der Öffentlichkeit viel über automatisierte (oft auch „autonom“ genannte) Fahrzeuge diskutiert und geforscht bzw. werden deren erste Produktumsetzungen entwickelt. Dabei steht häufig der individuell genutzte Pkw im Mittelpunkt der Betrachtung, d. h., der Blick richtet sich auf die zunehmende Automatisierung der Fahrzeuge auf Stadt- und Fernstraßen. Während die Vision, dass Pkw auf öffentlichen Straßen ohne menschlichen Eingriff selbsttätig fahren, noch in ferner Zukunft zu liegen scheint, gibt es bereits Beispiele, wo schon heute oder zumindest sehr bald selbstfahrende Fahrzeuge für den öffentlichen Personentransport eingesetzt werden.
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Titel
Autonomes Fahren
Herausgegeben von
Markus Maurer
J. Christian Gerdes
Barbara Lenz
Hermann Winner
Copyright-Jahr
2015
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN
978-3-662-45854-9
Print ISBN
978-3-662-45853-2
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-662-45854-9

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    Bildnachweise
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