Wie risikoreich sind autonome Systeme im Automobilsektor?

Innerhalb der nächsten zehn Jahre werden autonome Systeme immer stärker Einzug halten in alle Lebens- und Arbeitsbereiche der Menschen. Hierzu zählt insbesondere der Straßenverkehr, den sich bald autonome Fahrzeuge mit menschlichen Fahrern und Fußgängern teilen werden.

Doch wie kann die Sicherheit solcher Systeme richtig und effizient eingeschätzt werden? Dieser Frage geht ab sofort die neue Forschungsgruppe STARS (»Scenario-based Testing of Autonomous Robotic Systems«) unter der Leitung von Prof. Dr. Falk Howar am Dortmunder Fraunhofer-Institut für Software- und Systemtechnik ISST nach.

Schon heute sind autonome Robotersysteme in Lagerhallen und Produktionsstätten, also innerhalb stärker kontrollierten Umgebungen, Teil der alltäglichen Arbeitsabläufe. Dort arbeiten die Roboter jedoch in der Regel in eigenen Bereichen getrennt von Menschen.

Wenn Mensch und Roboter näher aneinanderrücken und sich Umgebungen immer mehr teilen, wird es notwendig, die Einschränkungen und die benötigten Sicherheitsvorkehrungen solcher Systeme besser einschätzen zu können. Da es sich um Software-intensive Systeme handelt, geht von Fehlern in der Software (»Bugs«) ein hohes Gefahrenpotenzial aus.

Softwarefehler durch Simulationen einschätzen

»Hier setzt die Forschungsgruppe STARS am Fraunhofer ISST an«, erklärt Prof. Falk Howar. »Es wird nie möglich sein, die Software autonomer Systeme vollständig zu analysieren und zu testen. Deshalb erarbeiten wir risiko-basierte Ansätze, um das Sicherheitslevel, das ein System benötigt, und seine Fehlerwahrscheinlichkeit einschätzen zu können.« Die Forschungsgruppe setzt dazu auf Simulationen, um Szenarien und deren Eintrittswahrscheinlichkeit zu identifizieren und durchzuspielen. Dieses Verfahren ist kostengünstig und schnell.

Neben seiner neuen Tätigkeit am Fraunhofer ISST ist Gruppenleiter Falk Howar seit dem Wintersemester 2017/2018 Professor am Lehrstuhl für Software Engineering an der TU Dortmund. Zuvor arbeitete er als Geschäftsführer und Postdoktorand in der Forschung am Institut für Applied Software Systems Engineering der Technische Universität Clausthal. Vor seiner Zeit an der TU Clausthal war er für zwei Jahre an der Carnegie Mellon University (Silicon Valley Campus) in den USA. Dort leitete er ein von NASA finanziertes Forschungsprojekt zur kompositionellen Verifikation von sicherheitskritischer Software in der Luftfahrt.

2,5 Millionen Euro Förderung durch Fraunhofer-Programm ATTRACT

Die Forschungsgruppe STARS wird von der Fraunhofer-Gesellschaft innerhalb des Programms ATTRACT gefördert: ATTRACT bietet hervorragenden externen Wissenschaftlern die Möglichkeit, ihre Ideen innerhalb eines optimal ausgestatteten Fraunhofer-Instituts marktnah in Richtung Anwendung voranzutreiben. Prof. Dr. Falk Howar steht nun über fünf Jahre ein Budget von rund 2,5 Millionen Euro zur Verfügung, um eine Gruppe aufzubauen und zu leiten. Ziel ist der Aufbau einer eigenen Abteilung zu »Digitization in Automotive Industries« am Fraunhofer ISST.

»Wir freuen uns sehr, mit der neuen Forschungsgruppe unser Portfolio um die Digitalisierung im Automobilsektor erweitern zu können«, so Prof. Dr.-Ing. Boris Otto, geschäftsführender Institutsleiter am Fraunhofer ISST. »Die Branche ist enorm datengetrieben. Hier können wir unser Wissen rund um Digital Business Engineering erneut in einer sicherheitsrelevanten Umgebung in die Praxis transferieren und unser Themenportfolio weiter ausbauen.«

http://www.isst.fraunhofer.de