Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Auto der Zukunft - Fahrer, übernehmen Sie!

03.05.2016

Wie muss das Auto der Zukunft aussehen, in dem der Fahrer nur noch ab und zu lenkt oder bremst? Diese Frage untersuchen Psychologen der Universität Würzburg gemeinsam mit dem Würzburger Institut für Verkehrswissenschaften in einem neuen Forschungsprojekt.

Autofahren in Zukunft kann so entspannt sein. Während der Pkw locker mit 130 Stundenkilometern über die Autobahn rollt, überarbeitet der Fahrer seine Präsentation, die er in einer Stunde halten muss, schreibt ein paar E-Mails und vereinbart einen Termin beim Zahnarzt.


Ein halbierter Pkw und eine kuppelförmige Leinwand, auf die mehrere Beamer eine Landschaft projizieren: So sieht der Fahrsimulator des Würzburger Instituts für Verkehrswissenschaften (WIVW) aus.

Foto: WIVW

Erst als sein Fahrzeug sich einer Baustelle nähert, an der die drei Fahrbahnen auf eine Spur reduziert werden, muss er seine Tätigkeit unterbrechen: Sein Auto fordert ihn mit optischen und akustischen Signalen dazu auf, das Steuer selbst zu übernehmen und den Wagen durch die Engstelle zu lenken. Wenige Meter hinter dem Hindernis übergibt der Fahrer Lenkrad und Gaspedal wieder dem Auto und kehrt an seine Arbeit zurück.

Vorstufe zum autonomen Fahren

Von „hochautomatisiertem Fahren“ sprechen Wissenschaft und Technik, wenn Autos in der Lage sind, auch bei höheren Geschwindigkeiten große Distanzen selbstständig zurückzulegen. So wie beim autonomen Fahren, wie es derzeit Google in Kalifornien erprobt, fährt das System beim hochautomatisierten Fahren zwar eigenständig, muss aber vom Fahrer innerhalb einer gewissen Zeitreserve wieder übernommen werden können.

Wie das funktionieren kann, untersuchen Psychologen der Universität Würzburg in dem neuen Forschungsprojekt „Ko-HAF – Kooperatives, hochautomatisiertes Fahren“. Dabei arbeiten sie eng mit den Experten des Würzburger Instituts für Verkehrswissenschaften (WIVW) in Veitshöchheim zusammen.

Wie ist die Schnittstelle zwischen Auto und Fahrer beim hochautomatisierten Fahren zu gestalten? So lautet die zentrale Frage, mit der sich die Wissenschaftler beschäftigen, sagt Alexandra Neukum, Geschäftsführerin des WIVW. Oder, anders formuliert: Wie und zu welchem Zeitpunkt muss das Fahrzeug seinen Fahrer darauf aufmerksam machen, dass er demnächst wieder den Chauffeurjob übernehmen muss? Das ist der Punkt, an dem die Psychologen ins Spiel kommen.

„Wir beschäftigen uns unter anderem mit dieser Übernahmesituation“, erklärt Professor Wilfried Kunde, Inhaber des Lehrstuhls für Psychologie III an der Universität Würzburg. Denn wie sich der Aufgabenwechsel für den Fahrer möglichst einfach vollzieht – das sei eine originär psychologische Fragestellung.

Testfahrten im Simulator

Reicht ein akustisches Signal als Aufforderung zur Übernahme der Kontrolle? Möglicherweise nicht, wenn der Fahrer laute Musik hört. Was aber hilft ein optisches Signal, wenn er tief in einen Roman versunken ist? Und, ganz wichtig: Woher weiß der Fahrer, wer gerade die Verantwortung hat – er oder sein Fahrzeug? Diese und viele weitere Fragen wollen die Experten aus Würzburg und Veitshöchheim klären.

Ihr Ziel ist, wie sie es nennen, eine „Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine“, die vom Fahrer akzeptiert wird und die gleichzeitig ein Höchstmaß an Sicherheit garantiert. Um das zu erreichen, setzen sie ganz klassisch auf Experimente. Ihr wichtigstes Hilfsinstrument ist dabei die Methode der Fahrsimulation. Einer der weltweit ausgereiftesten Fahrsimulatoren befindet sich in den Räumen des WIVW in Veitshöchheim.

Kernstück des Simulators ist ein Pkw der oberen Mittelklasse, der hinter der B-Säule abgeschnitten wurde. Von der Bedienung her unterscheidet sich der Wagen nicht von einem Serienfahrzeug. Für den richtigen Eindruck vom Fahren sorgen eine Reihe von Beamern. Sie projizieren realistische Bilder auf eine halbkugelförmige Kuppel vor und neben dem Testwagen und spiegeln so eine Autobahnfahrt Richtung Alpen vor.

Für das richtige Fahrgefühl arbeiten zahlreiche hydraulische Elemente im Hintergrund. Sie kippen den Simulator je nach Situation nach vorne, nach hinten oder zur Seite und erwecken damit beim Testfahrer das Gefühl von Beschleunigung, Bremsen oder einer schnellen Kurvenfahrt. Im Unterschied zu einem normalen Pkw überwachen im Simulator etliche Sensoren und Kameras den Fahrer und registrieren präzise sein Verhalten.

„In unseren Experimenten lassen wir die Versuchspersonen während der Fahrt im Simulator unterschiedliche fahrfremde Tätigkeiten erledigen und untersuchen, wie sich diese auf die Übernahmeleistung auswirken“, beschreibt Dr. Frederik Naujoks, Psychologe und Projektmitarbeiter an der Universität, die geplante Vorgehensweise. Wie muss die Anzeige aussehen, welche Symbole sind am besten verständlich? Woher weiß der Fahrer, wie viel Zeit ihm noch bleibt, bis er aktiv werden muss? Woran erkennt er, dass sein Auto das vorausfahrende Fahrzeug nicht rammt, sondern bei der nächsten Gelegenheit überholt? Um solche Fragen dreht sich die Arbeit der Wissenschaftler in den kommenden drei Jahren.

Das Auto muss den Fahrer kontrollieren

Ein Auto, das seinen Fahrer dazu auffordert, etwas zu tun: Das klingt nach einer Kommunikations-Einbahnstraße. Tatsächlich muss die Kommunikation beim hochautomatisierten Fahren in zwei Richtungen laufen. „Das Auto muss zu jeder Zeit wissen, in welchem Zustand sich der Fahrer befindet“, erklärt Professor Kunde. Denn je nachdem, ob dieser gerade gebannt einem Krimi auf seinem Tablet folgt, gedankenversunken telefoniert oder vielleicht ja doch das Verkehrsgeschehen verfolgt, muss die Aufforderung zur Lenkradübernahme mehr oder weniger intensiv beziehungsweise frühzeitig geschehen. Im Idealfall erkennt der Wagen sogar, wenn ein medizinischer Notfall vorliegt, und bremst dann von alleine auf dem Standstreifen zum Stillstand ab. „Das Fahrzeug muss also den Fahrer beobachten und sein Verhalten interpretieren können“, sagt Kunde.

Entspanntes Fahren im Stau

Am Ende, so das übergeordnete Ziel des Forschungsverbunds, soll ein Ergebnis stehen, das von der Industrie eingesetzt werden kann, sagt Alexandra Neukum. Im Idealfall ist das eine funktionierende Mensch-Maschine-Schnittstelle – ergänzt um „einen Konsens darüber, was wir an fahrfremden Tätigkeiten zulassen können“.

Dass in wenigen Jahren hochautomatisierte Pkw flächendeckend Fahrer quer durchs Land von A nach B transportieren, glauben die Wissenschaftler übrigens nicht. Eines der Hauptanwendungsgebiete dieser Technik sehen sie zunächst im Stau. Wenn die Frage der Übernahme sicher geklärt ist, könnten die Autofahrer dort ihre Zeit sinnvoll nutzen, anstatt im kilometerlangen Stop and Go ihren Blutdruck unnötig in die Höhe zu treiben.

Das Projekt Ko-HAF

Insgesamt 15 Partner aus Automobilherstellern, Automobilzulieferern und öffentlichen Einrichtungen sind an dem Forschungsprojekt Ko-HAF beteiligt. Für die Laufzeit bis voraussichtlich Ende November 2018 sind dafür Ausgaben von rund 36 Millionen Euro bewilligt. Finanziell unterstützt wird es vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie im Rahmen des Programms „Neue Fahrzeug- und Systemtechnologien“. Rund 500.000 Euro fließen an die Universität Würzburg. Der internationale Automobilzulieferer Continental übernimmt die Koordination.

Kontakt

Prof. Dr. Wilfried Kunde, Lehrstuhl für Psychologie III, T: (0931) 31-82645, kunde@psychologie.uni-wuerzburg.de

Dipl.-Psych. Alexandra Neukum (WIVW), T: (0931) 78009-205, neukum@wivw.de

Weitere Informationen:

http://www.ko-haf.de/ Weblink zum Ko-HAF Projekt

Gunnar Bartsch | Julius-Maximilians-Universität Würzburg

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Automotive:

nachricht Leuchtende Mikropartikel unter Extrembedingungen
28.02.2017 | Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

nachricht IHP-Forschungsteam verbessert Zuverlässigkeit beim automatisierten Fahren
22.02.2017 | IHP - Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Automotive >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Radioaktive Elemente in Cassiopeia A liefern Hinweise auf Neutrinos als Ursache der Supernova-Explosion

23.06.2017 | Physik Astronomie

Dünenökosysteme modellieren

23.06.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Makro-Mikrowelle macht Leichtbau für Luft- und Raumfahrt effizienter

23.06.2017 | Materialwissenschaften