Digitalisierung, Elektromobilität, Verkehrswende, Logistik – die mobile Gesellschaft steht vor komplexen Herausforderungen. Eine aktuelle Studie liefert neue Erkenntnisse über Risiken und Gestaltungsmöglichkeiten eines automatisierten Verkehrs.
Semantische Segmentierung einer Verkehrsszene: Objekte im Bild werden pixelgenau identifiziert und als Fahrzeug oder Fußgänger erkannt.
IFN / TU Braunschweig
Wird künftig Künstliche Intelligenz (KI) im Straßenverkehr die Regie übernehmen? Wie maschinelle Wahrnehmung durch maschinelles Lernen optimiert werden kann, untersuchen seit Ende April zum Beispiel die Partner des vom BMWi geförderten Verbundprojektes "KI Data Tooling" unter dem Dach der VDA-Leitinitiative "Autonomes und vernetztes Fahren". "Künstliche Intelligenz wird eine der Schlüsseltechnologien des autonomen Fahrens darstellen", ist Professor Tim Fingscheidt vom Projektpartner TU Braunschweig überzeugt, denn Künstliche Intelligenz könne komplexe Zusammenhänge und hochdimensionale Daten besser und effizienter verarbeiten als traditionelle Methoden.
Fingscheidt und sein Team am Institut für Nachrichtentechnik der TU Braunschweig werden dazu beitragen, künftig etwa eine semantische Segmentierung einer Verkehrsszene umsetzen zu können, wobei die semantische Segmentierung Teil der maschinellen Wahrnehmung eines Fahrzeuges sein wird. Anhand eines Fallbeispiels der Fußgängererkennung entwickeln die Braunschweiger Forscher Algorithmen, die eine effiziente und systematische Verwertung der zugrundeliegenden Sensordaten ermöglichen. "Die Zukunft des autonomen Fahrens ist auf die Verwendung von gelernten, datengetriebenen Verfahren angewiesen", sagt Fingscheidt.
Auf Lösungen für das automatisierte Fahren und vernetzte Fahrzeuge, wie sie im Verbundprojekt "KI Data Tooling" und unzähligen weiteren Forschungsprojekten landauf, landab entwickelt werden, setzen Wirtschaft und Politik ihre Hoffnung: Sie sollen den Verkehr in Zukunft sicherer und effizienter machen und so einen Beitrag zur Verkehrswende leisten. Diese Hoffnung trifft allerdings nur unter bestimmten Voraussetzungen zu, wie aktuell eine interdisziplinäre Studie der TU Wien aufzeigt. Lediglich wenn automatisierte Fahrzeuge als Erweiterung des bestehenden öffentlichen Verkehrs eingesetzt werden, also Fahrzeuge und Fahrten geteilt werden, komme es zu einer Reduktion des Verkehrs. Andernfalls nehme das Verkehrsaufkommen zu, und zwar erheblich, wie die Autoren in "Avenue21. Automatisierter und vernetzter Verkehr: Entwicklungen des urbanen Europa" ausführen.
Wie automatisierter Verkehr positiv zur Stadtentwicklung beitragen kann
Das Forschungsprojekt Avenue21 und die Open-Access-Buchpublikation der Ergebnisse wurden von der Daimler und Benz Stiftung gefördert. "Es ist dringend notwendig, dass sich alle, die an der Entwicklung europäischer Städte beteiligt sind, mit dem Thema automatisierte Fahrsysteme auseinandersetzen", sagt Mitherausgeber Professor Rudolf Scheuvens, Dekan der Fakultät Architektur und Raumplanung an der TU Wien. Angesichts der globalen Klimakrise und des Ziels, lebenswerte Städte zu schaffen, könne es sich unsere Gesellschaft schlichtweg nicht leisten, eine Technologie zuzulassen, die zusätzliches Verkehrsaufkommen generiere. Es gebe zahlreiche verkehrs- und siedlungspolitische Probleme, die angesprochen werden müssten, um eine gezielte und menschengerechte Stadtentwicklung zu ermöglichen.
Während den BürgerInnen in einigen urbanen Zentren eine Vielzahl von individuell wählbaren Transportmöglichkeiten zur Verfügung stehen wird, können diese andernorts kaum in vergleichbarer Weise bereitgestellt werden oder sinnvoll interagieren. Die Bedürfnisse und Erwartungen unterschiedlicher sozialer Gruppen, von Stadt- und Landbevölkerung, von öffentlichen Institutionen, Privatpersonen oder Unternehmen werden dabei erheblich divergieren." Prof. Dr. Eckard Minx, Prof. Dr. Lutz H. Gade, Daimler und Benz Stiftung.
Entstehen neue Ungleichheiten?
Das Wissenschaftler-Team der TU Wien vertritt die Ansicht, dass in den kommenden Jahrzehnten die technologischen Einschränkungen automatisierter Fahrzeuge eine neue Ungleichheit verursachen könnten. Diese entstehe durch die Heterogenität und oftmals hohe Komplexität des Straßennetzes in europäischen Städten. "Es klingt paradox, aber unser Buch ist die erste Studie, die umfangreich Wirkungen und Potenziale von automatisierten und vernetzten Fahrzeugen untersucht und dabei die Straße nicht allein als Verkehrsraum, sondern auch als Lebensraum betrachtet. Deswegen kommen wir auch vielfach zu anderen Ergebnissen als Studien, die die Straße allein auf ihre Transportfunktion reduziert haben", so Scheuvens. Den Ergebnissen der Studie zufolge könnten Autobahnen, Industrie- oder Gewerbestraßen relativ schnell automatisiert befahren werden. Aber Straßen, die durch Gastronomie, anliegende Parks oder Schulen belebt sind, werden, so ist das Forscherteam überzeugt, auch langfristig nicht automatisiert befahren werden können.
Städte müssen Infrastrukturen für KI-Nutzung schaffen
Abschließend skizzieren die Wiener Forscher Handlungsfelder und Maßnahmen, und auch sie setzen auf den Einsatz von Verfahren der Künstlichen Intelligenz (Seite 158): "Die Verfügbarkeit über Daten wird eine noch stärkere Bedeutung erhalten, da sie fast unbegrenzt von jedem Einzelnen "produziert" werden können und mittels künstlicher Intelligenz gewonnene Algorithmen neue Geschäftsfelder eröffnen werden." Die Analyse dieser Daten mache es auch möglich, gesellschaftliche Herausforderungen besser zu bewältigen, schaffe aber auch neue Bedürfnisse und Abhängigkeiten: "Das gilt auch in besonderem Maße für das Verkehrssystem und das Mobilitätsverhalten. Die Möglichkeit, den Verkehr künftig effizienter und sicherer steuern zu können, bedeutet für Städte und Stadtregionen, entsprechende Infrastrukturen der Datenerfassung, -speicherung und -verarbeitung am Gemeinwohl orientiert zu erstellen und zu betreiben."