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Algorithmen hin, Sensoren her – bis autonome Autos völlig ohne menschliche Hilfe zurechtkommen, dürfte noch einige Zeit vergehen. Münchener Forscher arbeiten deshalb am "teleoperierten Fahren".

Ob ich es mal richtig krachen lassen soll? Ich nehme mir ein Herz und trete aufs Gas. Die Wege wirken plötzlich viel enger, vor allem in den Kurven. Ich denke an Johannes Feiler und lasse es bei elf Kilometern pro Stunde gut sein. Schließlich ist er es, der sich in diesem Moment mit einem Audi Q7 über den Garchinger Campus der TU München schaukeln lassen muss. Ich selbst sitze währenddessen rund hundert Meter entfernt an einer Art Fahrsimulator.

Abgesehen davon, dass ich gerade einen realen 2,5-Tonner über reale Straßen steuere, erinnert das Ganze an ein Videospiel. Tatsächlich stammen Lenkrad und Pedale vom Computerzubehör-Hersteller Logitech. Dazu kommen noch drei im Halbkreis aufgestellte 22-Zoll-Bildschirme, die mir ruckelnde Bilder von einer Front- und zwei Seitenkameras zeigen. Ich sehe ein Stück Motorhaube, aber wo genau das Auto aufhört und wie viel Platz noch bis zum Bordstein ist, kann ich allenfalls erahnen.

Der Projektverantwortliche Jean-Michael Georg, wie Feiler wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Fahrzeugtechnik, gibt mir einen Tipp: In einem weiteren Fenster laufen die Echtzeitbilder eines Lidarsensors an der vorderen Stoßstange, umgerechnet in die Vogelperspektive. Ich sehe ein blaues Viereck als Auto, drumherum die Hindernisse sowie zwei grüne Kurven, die zeigen, wohin das Auto mit dem aktuellen Lenkwinkel fahren würde. Tatsächlich komme ich mit diesem Hilfsmittel sehr viel eleganter um die Ecken als mit den Kamerabildern. "Es gab schon ein paar ziemlich starke Lenkausschläge", erzählt mir Feiler später, "aber nichts Dramatisches." Und eingreifen musste er auch nicht.

Noch muss hierzulande aus Sicherheitsgründen immer jemand hinter dem Lenkrad sitzen. Doch für die Vision völlig unbemannter Taxis oder Shuttle-Busse ist die Forschung der Münchener ein wichtiger Zwischenschritt. Kalifornien hat Ende Februar bekannt gegeben, autonome Autos künftig auch völlig ohne Fahrer zuzulassen – wenn die Betreiber ihre Wagen jederzeit fernsteuern können. Andere US-Bundesstaaten sehen das zwar lockerer, aber durch seine Größe hat Kalifornien erheblichen Einfluss darauf, wohin die Reise geht.

Jean-Michael Georg glaubt, dass selbstfahrende Autos auf absehbare Zeit weder völlig ohne menschliche Hilfe auskommen werden noch auf jede beliebige Verkehrssituation reagieren können. Selbst wenn die Elektronik mit 99,9 Prozent der Fälle im Verkehr zurechtkommt, dürfte das verbliebene Zehntelprozent bei einer wachsenden Zahl von autonomen Autos zum Problem werden und Unfälle oder Staus verursachen – vor allem, wenn es sich um autonome Taxis oder Shuttle-Busse handelt, die gar kein Lenkrad mehr haben und zum Teil ohne Menschen an Bord umherfahren (Autonomie-Level 4 bis 5).

Jedes Mal, wenn ein solches Fahrzeug seine "Systemgrenze" erreicht, könnte sich ein Teleoperator einklinken und den Wagen manuell wieder ins vertraute Fahrwasser bugsieren. Zum Beispiel, wenn die eigene Fahrspur zugeparkt ist und der Algorithmus sich weigert, über eine durchgezogene Mittellinie zu fahren. Oder für die letzte Meile durch dichten Stadtverkehr, für den das System nicht ausgelegt ist. Auch ein teleoperierter Parkservice ist denkbar.

Den Forschern der TU München schwebt noch ein weiteres Szenario vor – für das autonome Fahren auf "Level 3", wie es einige Hersteller schon anbieten. Der Fahrer kann sich dabei im Prinzip zurücklehnen und die Elektronik fahren lassen. Zur Not muss er aber immer noch innerhalb einer bestimmten Zeitspanne eingreifen können. Doch die ständige Überwachung der Elektronik dürfte anstrengender und langweiliger sein, als selbst zu fahren. Und wenn es weder möglich ist, in Ruhe seine E-Mails zu beantworten noch ein Nickerchen zu machen, wozu soll ein Autopilot dann gut sein?

Die Level-3-Phase könnte sich also als Tal der Tränen auf dem Weg zum vollautonomen Auto erweisen. Es sei denn, ein Teleoperator kann zur Not die Kontrolle übernehmen. Solch ein Service könnte beispielsweise auch älteren Menschen helfen, die zwar noch selbst fahren wollen und können, sich aber in dichtem Verkehr überfordert fühlen. Oder Lastwagenfahrer entlasten, die dadurch auf langen Strecken pausieren oder ihren Papierkram erledigen können.

Wie viele Fahrzeuge ein Operator gleichzeitig überwachen und wie schnell er im Ernstfall eingreifen kann, das sei allerdings noch "eine interessante Forschungsfrage", so Georg. Ebenso offen ist, wer solche Fernsteuerdienste künftig anbieten wird. Es könnten spezialisierte Start-ups sein, Flottenbetreiber wie Taxizentralen oder die Autohersteller selber. Voraussetzung dafür sind allerdings einheitliche Standards für alle Automodelle, die erst noch entwickelt werden müssen. Dies wäre eine seltsame Volte auf dem Weg zum autonomen Auto, denn bisher lautete das gängige Dogma in der Autoindustrie: Über kurz oder lang wird sich der Mensch komplett wegrationalisieren lassen, und bis dahin muss der Fahrer einspringen.

Fernlenkung über 900 Kilometer

Lange Zeit waren die Münchener daher relativ allein mit ihrem Ansatz. Doch das ändert sich gerade. Nissan arbeitet beispielsweise gemeinsam mit der Nasa an einem Fernsteuerungskonzept. Und Anfang Januar demonstrierte das US-Start-up Phantom Auto, dass sich Fahrzeuge über fast 900 Kilometer Entfernung fernlenken lassen. Der Fahrer befand sich im kalifornischen Mountain View, der Wagen in Las Vegas.

Mit an Bord war meine Kollegin Rachel Metz. Im Vergleich zu klassischen Auto-Autos verursachte die Phantom-Fahrt bei ihr am meisten Nägelkauen. Der Operator steuerte das Auto mit maximal 40 Sachen durch nächtlichen Regen, überfüllte Straßen, eine Tankstelle und andere Hindernisse, die für selbstfahrende Autos schwierig sind. "Auch wenn wir alles unbeschadet überstanden haben: Die Unschlüssigkeit des Fahrers war oft spürbar, etwa beim Überqueren von Fahrspuren oder beim Abbiegen", lautet ihr Fazit.

Zurück nach München. Dort laborieren die Forscher an einer entscheidenden Voraussetzung für ferngesteuertes Fahren: einer schnellen und verlässlichen Funkanbindung. Als sie 2010 mit ihren Versuchen begannen, nutzten sie noch das 3G-Mobilfunknetz. An eine Steuerung in Echtzeit war damit nicht zu denken. Stattdessen gab der Operator nur grob die Richtung vor und hoffte darauf, dass der Wagen dank eigener Intelligenz selbst den Weg findet.

Anschließend arbeiteten sie mit WLAN. Dazu musste der Operator in einem Transporter hinter dem zu steuernden Auto hergefahren werden – auch keine Lösung. Die aktuellen Versuche in Garching laufen nun über das normale LTE-Netz der Telekom. Dort haben die Forscher im Schnitt eine Latenzzeit von 80 Millisekunden gemessen. Das klingt nach wenig, aber es kommt immer wieder zu Aussetzern von bis zu 500 Millisekunden. In dieser Zeit fährt ein Wagen mit Tempo 50 immerhin knapp sieben Meter weit. Sensoren und Rechnerintelligenz könnten den Wagen in dieser kurzen Zeit zwar selbstständig steuern. "Aber gerade bei Notfällen wollen wir uns nicht auf Sensoren verlassen", sagt Georg. "Deshalb ist unser Ziel, die nötige Sensorik möglichst zu minimieren."

Als Kompromiss haben die Forscher einen Puffer von 200 Millisekunden eingebaut. Das bedeutet: Der Fern-Fahrer bekommt die Kamerabilder aus dem Auto mit einer Verzögerung von einer Fünftelsekunde zu sehen, dafür aber möglichst flüssig. Doch so ganz reicht der Buffer nicht, wie ich an den ruckeligen Videos sehe. Und an Echtzeit-3D-Bilder aus Stereokameras, welche die räumliche Orientierung deutlich erleichtern würden, ist schon gleich gar nicht zu denken. Deshalb hoffen die TU-Forscher nun auf den neuen Mobilfunkstandard 5G.

Gerade waren sie in London, wo sie ihn gemeinsam mit Huawei ausprobiert haben. Sie kamen auf eine Latenz von relativ konstanten sechs Millisekunden, und das bei einer Auflösung von knapp 4K und einer Entfernung von über 60 Kilometern.

Zusätzlich soll eine VR-Brille dem Teleoperator ein besseres Gefühl für das Fahrzeug geben. Einen Prototyp mit einer Oculus Rift der ersten Generation gibt es schon. Ich setze ihn auf und sehe die Bilder der Frontkamera, überlagert mit den Daten des vorderen Lidarsensors sowie der Projektion des Fahrwegs. Besonders angenehm: Das Fahrzeug selbst ist nur als transparenter Rahmen eingeblendet, der den Blick auf die Vorderräder frei lässt. So lässt sich besser erkennen, wie viel Platz noch bis zum Fahrbahnrand ist.

Teilnehmer einer ersten Studie bemängelten allerdings das recht enge Blickfeld von 110 Grad. Mittlerweile sind Brillen mit über 200 Grad erhältlich. Ob sie auf Dauer besser sind als herkömmliche Bildschirme, ist noch offen. In Kürze starten die Münchener ein Forschungsprojekt, das die Ergonomie solcher Kontrollstände untersuchen soll. Schließlich darf einem künftigen Operator, der einen ganzen Tag lang von Auto zu Auto springt, nicht nach wenigen Kilometern der Kopf schwirren. Um die andere Seite der Fernsteuerung kennenzulernen, steige ich zu Feiler ins Auto.

An den Stoßstangen sitzt je ein Laserscanner, dazu kommen Kameras an Windschutzscheibe, Außenspiegeln, Heckklappe sowie einem langem Ausleger auf dem Dach, wo sich zudem zwei GPS-Empfänger befinden. Der Wagen ist von 2008, und vieles lässt sich noch nicht direkt über die Bordelektronik ansprechen. Also betätigt ein Hydraulikzylinder im Fußraum die Bremse. In neueren Wagen sind die meisten der nötigen Sensoren und Aktoren schon serienmäßig an Bord.

Auch ein Sensor für die Lenkung fehlt dem Q7, deshalb bekommt der Operator auch kein Feedback, was bei mir zu einer etwas eierigen Fahrweise geführt hat. Jean-Michael Georg zeigt, wie es besser geht. Sein Kollege muss nur beim Rückwärtsparken eingreifen, ansonsten verläuft unsere ferngesteuerte Fahrt angenehm und unspektakulär. Nur an einer scharfen Linkskurve meine ich einen Unterschied zu spüren: Das wie von Geisterhand bewegte Lenkrad steuert mehrmals leicht nach, während ein physisch präsenter Fahrer die Kurve wohl gleichmäßiger genommen hätte.

(grh [1])

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