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16.09.2016 | Fahrerassistenz | Gesellschaft für Informatik | Onlineartikel

Schwarmintelligenz für Assistent und Verkehrsfluss

Autor:
Michael Reichenbach
4:30 Min. Lesedauer

Die Künstliche Intelligenz hilft zusammen mit der Schwarmintelligenz auch beim persönlichen Assistenten und der Lenkung des Verkehrsflusses, wie Audi zeigt.

Wie wird künstliche Intelligenz, kurz KI genannt, definiert? Klaus Mainzer von der TU München kommt im Kapitel Einführung: Was ist KI? aus dem Buch Künstliche Intelligenz – Wann übernehmen die Maschinen? zu folgender Begriffsklärung: KI‐Technologie ist kein Science Fiction, sondern schon heute technisch realisierbar und als Teilgebiet der Informatik und Ingenieurwissenschaften entwickelt worden. Traditionell sei die KI als Simulation intelligenten menschlichen Denkens und Handelns aufgefasst worden. Diese Definition kranke daran, dass "intelligentes menschliches Denken" und "Handeln" nicht definiert sind. Ferner wird der Mensch zum Maßstab von Intelligenz gemacht, obwohl die Evolution viele Organismen mit unterschiedlichen Graden von Intelligenz hervorgebracht hat. Die Welt ist längst in der Technik von intelligenten Systemen umgeben, die zwar selbstständig und effizient, aber häufig anders als Menschen unsere Zivilisation steuern, sagt Mainzer. Es gibt danach also nicht "die" Intelligenz, sondern Grade von Intelligenz. Komplexität und Effizienz sind in der Informatik und den Ingenieurwissenschaften messbare Größen. Ein autonomes Fahrzeug hat danach einen Grad von Intelligenz, der vom Grad seiner Fähigkeit abhängt, einen angegebenen Zielort selbstständig und effizient zu erreichen. Professor Mainzer studierte Mathematik, Physik und Philosophie an der Universität Münster, wo er in Philosophie auch promovierte und habilitierte. 

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Was wird schon heute mit KI gelöst?

Lernprobleme wie die Zuordnung von Sensorwerten zu dem Befehl der Auslösung eines Fahrzeugairbags lassen sich mit der KI lösen, aber dies ist erst möglich, seit die heutigen mächtigen Rechenkapazitäten in den Servern bereitstehen. Dies stellen die Autoren Walter Wachenfeld und Hermann Winner im Kapitel Lernen autonome Fahrzeuge? aus dem Buch Autonomes Fahren fest. Ein anderer Bereich, wo die KI punkten kann, ist die Antwort auf die Frage, wie ein Fahrzeug auf der optimalen Fahrtrajektorie innerhalb seines Fahrstreifens positioniert werden kann. Laut den beiden Fachautoren bestehen die Trainingsdaten bei diesem Beispiel aus den Eingangsgrößen wie einzelnen Pixel eines Kamerabilds und der zugehörigen Ausgangsgröße, dem Lenkwinkel. Gelernt werden kann das System mit einem künstlichen neuronalen Netz, an dessen 960 Eingangsknoten die einzelnen Werte der 30 x 32-Pixel des Kamerabildes übergeben werden.

Audi setzt auf KI, maschinelles Lernen und Schwarmintelligenz

Dass diese aufgezeigten Wege der KI keine Utopie mehr sind, konnte der Automobilhersteller Audi Anfang September 2016 in seinem Tech Day Connectivity in der Nähe des Flughafens München der Presse unter Beweis stellen. Die Ingolstädter haben einen persönlichen intelligenten Assistenten namens PIA entwickelt, der KI und maschinelles Lernen nutzt. Zudem setzen sie bei der Bewertung von Verkehrsinformationen auf die aus der Biologie bekannte Schwarmintelligenz, wie sie etwa von Fischen abgeschaut wird.

Daten intelligent miteinander zu verknüpfen, darin besteht das Konzept des Vorentwicklungsprojekts PIA bei Audi: Daten aus dem Internet, Daten des Fahrers, Daten über die aktuelle und die bevorstehende Verkehrssituation sowie Daten aus dem Automobil. PIA reagiert unter anderem auf Spracheingaben und kann dank intelligenter Algorithmen eigenständig und adaptiv mit dem Nutzer interagieren. Denkbare Einsatzszenarien von PIA könnten Verhaltensmuster und Tätigkeiten des Fahrers sein. Aus solchen Informationen lernt PIA kontinuierlich mehr über die Vorlieben und Gewohnheiten des Nutzers. Dabei setzt Audi auf die Technik des maschinellen Lernens. PIA entwickelt sich dadurch stetig weiter und baut mit dieser KI mit jedem gefahrenen Kilometer detaillierteres Wissen auf. PIA kann die Funktionen des Autos auf die Verhaltensweisen und Bedürfnisse des Fahrers einstellen und aktiv Empfehlungen geben. Dichter Verkehr an einem verregneten Freitagnachmittag kann bedeuten: Klimaanlage auf Defrost stellen, Verkehrsinformationen aktiv, sanfte Musik, defensive Kennlinien für Assistenzsysteme, Antrieb und Fahrwerk, und dazu der Vorschlag, zuhause anzurufen, um der Familie mitzuteilen, dass der Fahrer sich verspätet.

George Orwell greift nicht

Neben PIA setzt Audi auf das Thema Schwarmintelligenz in der Bewertung von Verkehrsinformationen. Die ersten Anwendungsfunktionen sind die Dienste "Verkehrszeicheninformation" und "Gefahreninformation", die noch 2016 in das Audi-connect-Portfolio aufgenommen werden sollen. Audi-Modelle sind dabei so miteinander vernetzt, dass sie mobilfunk-basiert Informationen quasi in Echtzeit untereinander austauschen, erklärte Thomas Kirstein, Markenstrategie Digital Business bei Audi. Diese Technik ermöglicht eine Schwarmintelligenz, also das Teilen und Nutzen komplexer Informationen in einer großen Gruppe. Car-to-X-Kommunikation kann so wesentlich zur Verbesserung der Verkehrssicherheit und zur Erhöhung des Fahrkomforts beitragen.

Zudem ist sie ein grundlegender Bestandteil zukünftiger Audi-Modelle mit der Funktion vollautomatisiertes Fahren. Das Auto wird zum fahrenden Datenpool, stellt Kirstein fest. Schwarmintelligenz böte Kundenvorteile, um die Effizienz bei Fahren zu erhöhen, um die aktive und passive Sicherheit zu steigern und die individuelle Mobilität komfortabler zu machen. In einem Pilotprojekt dienen 70 persönliche Dienstwagen von Audi-Managern als Datenquelle. Bisher wurden innerhalb eines Jahres 25 Updates auf die Pkw gespielt, die einem Datenvolumen von 400 Gigabytes entsprachen, hebt Kirstein hervor. so gelangen die Entwickler zu Erkenntnissen, welche Bedienknöpfe wie benutzt werden (Ergonomie) oder welche Radiosender am liebsten gehört werden (Markforschung und Werbung). Damit "1984" nicht Realität bei der Überwachung durch den großen Bruder wird, gibt es in jedem dieser Dienstwagen einen Knopf mit Privatmodus, sodass das Auto nicht getrackt wird und der pseudonymisierte Datenfluss ausgeschaltet ist. Damit und durch die freiwillige und eingewilligte Teilnahme der Manager greift das Szenario von George Orwell im Jahr 2016 nicht.

"PIA" von Audi: Der persönliche Assistent stellt sich auf den Fahrer ein, erspart ihm möglichst viele Aktionen und führt Routine-Bedieneingaben selbstständig aus.

Audi

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