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… die Schönheit der Ungewissheit und ihre Gefahr

In seiner Dissertation befasst sich Michael Hartmann mit den Bewegungsplanungen von Fußgängerinnen und Fußgängern in unsicheren und dynamischen Umgebungen für autonome Fahrzeuge.

Wartende und gehende Personen vor und auf einem Zebrastreifen mit vorbeiziehenden Autos.

Jeder von uns führt täglich auf dem Weg zur Arbeit oder zum Supermarkt immer wiederkehrende Bewegungsmuster aus, ohne stets bewusst darüber nachzudenken. Diese Bewegungsabläufe können aufgezeichnet werden, und ein autonomes Fahrzeug kann mithilfe von Algorithmen typische Muster für Bewegungsvorhersagen lernen.

In der Freiheit liegt die größte Gefahr

Doch ein Mensch hat die Freiheit, sich in jeder Situation neu zu entscheiden und sein Bewegungsverhalten anzupassen. In dieser schönen Ungewissheit liegt auch die größte Gefahrenquelle, wenn es um autonome Fahrzeuge geht. Denn ein autonomes Fahrzeug kann aufgrund der Gestik einer Person die nächsten Handlungen und Bewegungen abschätzen, aber die Gedankenwelt der Person bleibt ihm verborgen. Zugleich verhält sich ein ausgeschlafener, sportlicher Fußgänger anders als ein Ehepaar, das einen Spaziergang macht. Von Kindern ganz zu schweigen…

Die Kunst der Forschung im Bereich Autonomes Fahren ist es nun, diese zugleich philosophischen als auch psychologischen Aspekte in mathematische Formeln zu gießen und anschließend in eine für das Fahrzeug verständliche Sprache zu übersetzen.

Der Anspruch besteht, dass das autonome Fahrzeug in jeder erdenklichen Situation das Fußgängerverhalten richtig dekodiert und sicher handelt. Dies ist in der Realität nicht immer möglich. Die Modelle zur Bewegungsvorhersage von Fußgängerinnen und Fußgängern müssen in gewisser Hinsicht von der Maschine selbst hinterfragt werden. Das Fahrzeug muss sich über die Plausibilität einer Bewegungsvorhersage und deren Konsequenzen bewusst sein.

Ein künstliches Bewusstsein für autonome Fahrzeuge

Demnach ist es notwendig, dass die Ingenieurinnen und Ingenieure dem Fahrzeug nicht nur eine Art künstlicher Bewusstseinsform implementieren, sondern auch einen Mechanismus zur Selbstreflexion. Das autonome Auto muss erkennen, um welche Person es sich handelt und in welcher Umgebung sie sich bewegt. Und es muss Kausalzusammenhänge richtig einordnen können. Ein Beispiel für so einen Kausalzusammenhang wäre, dass sich ein Kind am Gehsteig befindet, und ein Ball auf die Straße rollt. Die Chance ist hier groß, dass das Kind dem Ball nachläuft.

Wo steht die Forschung derzeit?

Heute kann ein autonomes Fahrzeug die Frage: „Warum bewegt sich ein Kind auf die Straße?“ noch nicht sicher mit „Weil sich der Ball auf der Straße befindet“ beantworten. Ingenieurinnen und Ingenieure werden hier in Zukunft stärker auf Interdisziplinarität setzen, und etwa vermehrt auf die Expertise von Psychologinnen und Psychologen zurückgreifen müssen.

Das derzeitige Hauptaugenmerk in meinem Forschungsbereich, der Bewegungsplanung von Fußgängerinnen und Fußgängern in unsicheren und dynamischen Umgebungen für autonome Fahrzeuge, liegt in einem relativ neuen Bereich der Unsicherheitsquantifizierung in der Bewegungsplanung, die auch eine hohe philosophische Komponente birgt. Traditionell werden klassische Prinzipien aus der Wahrscheinlichkeitsrechnung verwendet, die von bestimmten Annahmen ausgehen. Was ist aber, wenn die Annahme nicht zutrifft? Was heißt es, wenn mir das Fahrzeug sagt, dass der Fußgänger zu 99 Prozent auf dem Bürgersteig bleibt? Darf ich fahren? In diesem Bereich der Bewegungsplanung werde ich neuartige mathematische Konzepte entwickeln. Eine Herausforderung, aber ich bleibe am Ball.

Information

Michael Hartmann ist Doktorand am Grazer VIRTUAL VEHICLE Research Center und der TU Graz und Teilnehmer des europäischen Forschungsnetzwerks ITEAM. In seiner Dissertation befasst er sich mit den Bewegungsplanungen in unsicheren und dynamischen Umgebungen für autonome Fahrzeuge. 

Kontakt

Michael HARTMANN
Dipl.-Ing.
Arbeitsgruppe areaE
Kompetenzzentrum – Das virtuelle Fahrzeug, Forschungsgesellschaft mbH (ViF)
Inffeldgasse 21/A
8010 Graz
michael.hartmannnoSpam@v2c2.at
http://www.vif.tugraz.at/