Smart Cars – Stand der Technik, Autonomiestufen & Rechtslage

Während vielerorts noch über die rechtlichen Rahmenbedingungen von selbstfahrenden Autos diskutiert wird, konnte man auf der CeBit einen fahrerlosen Bus testen. Es gibt kein Steuerrad und keinen Fahrer. Nur ein Sicherheitsbegleiter war für den Notfall an Bord. Zielsicher brachte das Sammeltaxi die Messebesucher durch die Halle. Mit zahlreichen Sensoren und Kameras ausgestattet kann das Fahrzeug mühelos Hindernissen ausweichen.

Intelligente Fahrzeuge, Smart Cars, das autonome Fahren, alles Themen, mit denen die Menschheit in der Medienwelt immer häufiger konfrontiert wird. Wann gilt ein Fahrzeug als intelligent und wie lange dauert es noch, bis der Fahrer endgültig zum Passagier wird?

Definition: Was ist ein Smart Car?

Unter einem Smart Car versteht man ein Fahrzeug, das über die technischen Möglichkeiten verfügt, sich autonom zu verhalten. Das automatisierte Fahren, ohne das Zutun eines menschlichen Fahrers stellt die höchste Stufe des autonomen Fahrens dar. Das Auto bewegt sich, ähnlich wie ein Flugzeug, im Modus Autopilot. Beschleunigungs-, Lenk- und Bremsmanöver werden automatisch durchgeführt.

All das funktioniert durch die digitale, „smarte” Vernetzung. Das Fahrzeug steht per Funk oder WLAN mit anderen Verkehrsteilnehmern und verschiedenen Datenquellen in Verbindung. Die aus der Umwelt aggregierten Daten werden vom Computer verarbeitet, sodass dieser selbstständig Entscheidungen treffen kann. Das Beschleunigen, Bremsen und Lenken wird vom Fahrzeug übernommen. Auch Hindernisse können dank intelligenter Algorithmen teilweise schneller erkannt werden, als es ein Mensch könnte.

Wie funktioniert ein Smart Car?

Die Technik eines Smart Cars basiert auf der Zusammenarbeit verschiedener Sensoren. Die wichtigsten sind mehrere Kameras, die in alle Perspektiven gerichtet sind. Sie erfassen die aktuelle, reale Situation sowie Verkehrszeichen, Ampeln und andere Verkehrsteilnehmer.

In Verbindung mit Radarsensoren kann die Entfernung zu den umgebenden Objekten gemessen werden. Ein GPS System dient der Planung der Route und der Verortung des Fahrzeuges in seiner Umwelt.

Die durch die Sensortechnik erfasste Umwelt wird durch die Software des Smart Cars kategorisiert. So können die Fahrspur, Verkehrszeichen und natürlich auch Menschen als solche erkannt und entsprechend reagiert werden.

Was sind die fünf Stufen des autonomen Fahrens?

Bei der Entwicklung von Smart Cars spricht man von den fünf Autonomiestufen, je nach dem, wie selbstständig die Fortbewegung erfolgt.

Autonomiestufe 1:

Die erste Stufe wird als „Assistiertes Fahren“ bezeichnet und ist zur Zeit am stärksten auf unseren Straßen vertreten. Dazu zählen die gängigen Fahrassistenzsysteme wie der Tempomat zur Regelung einer gewünschten Geschwindigkeit oder automatische Spurhalteassistenten. Diese setzen Warnungen ab und greifen je nach Modell bis zu einem gewissen Grad in den Ablauf ein indem sie das Fahrzeug auf einer Fahrspur halten.

Diese Stufe zeichnet sich dadurch aus, dass der Fahrer zu jeder Zeit das Auto unter Kontrolle haben muss, also den Verkehr aufmerksam mitverfolgen muss. Er wird durch die Assistenzsysteme lediglich unterstützt, sie übernehmen aber nicht die Aufgaben des Fahrers.

Autonomiestufe 2:

Ein Fahrzeug der Autonomiestufe 2 bewegt sich teilautomatisiert fort. Dies umfasst Systeme zum automatischen Einparken, Spurhalten oder Beschleunigen. Bestimmte Aufgaben können vom Auto übernommen werden, jedoch ist der Fahrer verantwortlich und für Unfälle haftbar.

Autonomiestufe 3:

In die 3. Autonomiestufe, das hochautomatisierte Fahren, ist es ein großer Schritt. Das Auto ist in der Lage, bestimmte Abläufe über einen gewissen Zeitraum selbstständig auszuführen. Der Einsatz solcher Fahrzeuge ist in der näheren Zukunft auf Autobahnen denkbar. Dort gibt es keinen Gegenverkehr und auch die Markierungen sind durchgängig, also gut durch ein Computersystem erfassbar. In dieser Stufe ist es dem Fahrer erlaubt, seine Aufmerksamkeit von der Straße abzuwenden. Er muss jedoch in der Lage sein, jederzeit das Steuer zu übernehmen.

Autonomiestufe 4:

Wenn die Kontrolle über das Fahrzeug über längere Zeit abgegeben werden kann und bestimmte Fahrten selbstständig durchgeführt werden können, spricht man vom vollautomatisierten Fahren.

Die Passagiere des Autos dürfen ihre Aufmerksamkeit während der Fahrt vollständig abwenden und auch schlafen. Sie haften nicht für Unfälle oder Schäden. Jedoch kann es passieren, dass sie gegebenenfalls das Steuer übernehmen müssen. Ist das nicht möglich, fährt das Fahrzeug selbstständig an einen sicheren Ort. Diese Entwicklungsstufe wird zur Zeit von zahlreichen Autoherstellern, aber auch Apple oder Google untersucht.

Autonomiestufe 5:

Smart Cars zählen zur 5. Stufe: das autonome Fahren. Die Insassen des Fahrzeuges übernehmen keine Aufgaben mehr. Die intelligente Software übernimmt alle Aufgaben bis hin zu komplexen Situationen, etwa das Befahren einer Kreuzung oder das Halten vor einem Fußgängerübergang. Geschieht trotz der komplexen Technik ein Unfall, so ist der Hersteller beziehungsweise eine Versicherung haftbar. Bis heute gibt es noch keinen verbindlichen rechtlichen Rahmen für den Betrieb solcher Fahrzeuge auf öffentlichen Straßen.

Was ist der aktuelle Stand der Technik bei der Entwicklung von Smart Cars?

Fahrzeuge der Autonomiestufen 1 und 2 sind bereits auf den Straßen Deutschlands unterwegs. Tempomaten, Spurhalteassistenten bis hin zu Systemen zum automatisierten Einparken sind in unseren Autos längst angekommen. Der Fahrzeughersteller Audi erfüllt mit dem Stauassistenten des A8 Bedingungen der dritten Autonomiestufe. Der Assistent ist jedoch noch nicht zugelassen worden. Mercedes arbeitet an der Erreichung der Stufe fünf: dem autonomen Fahren.

Das sind die aktuellen Smart Cars der großen Konzerne:

• Mercedes Urbanetic
• Renault Symbioz
• Smart EQ
• Audi A8
• VW I.D. Buzz

Für den Betrieb von Smart Cars ist eine gewisse Infrastruktur nötig. Verkehrszeichen, Markierungen und Straßenverläufe müssen für diese Weiterentwicklung vorbereitet werden. Auch die Kommunikation zwischen den Fahrzeugen muss ermöglicht werden. Der Konzern Siemens arbeitet daran, die Verkehrsinfrastruktur für die digitale Vernetzung der Teilnehmer vorzubereiten. Auf einer Teststrecke des Unternehmens fährt bereits ein vollautonomes Modell.

Auf einer deutschen Autobahn verkehren zur Zeit LKW, die per WLAN verbunden sind. Sie fahren in einer Kolonne. Der Fahrer des ersten Fahrzeuges gibt das Ziel in das System ein, die anderen LKW folgen ihm automatisiert und selbstständig. In Berlin testet man derzeit Nahverkehrsbusse, die ohne Fahrer unterwegs sind. Diese sind aber erst in der Lage, sich mit einer Geschwindigkeit von 15 km/h auf einer vorprogrammierten Strecke fortzubewegen.

Noch sind die Fahrzeuge nicht so sicher, dass sie sich ohne menschliche Überwachung von A nach B bewegen könnten. Man arbeitet deshalb an der Weiterentwicklung eines Autopiloten.

Wie schnell werden sich Smart Cars durchsetzen?

Darüber, wie lange es dauern wird, bis auf unseren Straßen ausschließlich autonome Smart Cars unterwegs sind, kann nur gemutmaßt werden.

Laut einer Studie des Automobilclubs ADAC (Einführung von Automatisierungsfunktionen in der Pkw-Flotte 2018) wird sich die neuen Technologien des automatisierten Fahrens erst langsam im Alltag durchsetzen werden. Man rechnet damit, dass der Anteil von Fahrzeugen, deren Lenker sich vollständig vom Fahren abwenden kann, erst im Jahr 2050 auf etwa 70 % gestiegen sein wird. Ab 2030 rechnet man mit dem Aufkommen der ersten straßenverkehrs- und alltagstauglichen Smart Cars. Laut dieser Untersuchung werden bis in die Mitte des 21. Jahrhunderts neben automatisierten Fahrzeugen noch für die jetzige Zeit herkömmliche Modelle unterwegs sein.

Was sind die Vorteile von Smart Cars?

Aus der Sicht des Umweltschutzes und der Nachhaltigkeit bringt der Straßenverkehr mit Smart Cars deutliche Vorteile im Vergleich zu den aktuellen CO2-Emissionen. Fahrzeuge mit Elektromotor können mit Strom aus erneuerbaren Energien, wie Wasser- oder Windkraft betrieben werden. Sind diese Autos zusätzlich mit Fahrassistenzsystemen ausgestattet oder fähig, sich autonom zu bewegen, kann durch intelligentes Speicher- und Energiemanagement einiges an Strom eingespart werden.

Nicht nur die Umwelt, sondern auch die Menschen werden durch Smart Cars unterstützt. Die häufigste Unfallursache ist immer noch der Mensch. Autonome, vernetzte Fahrzeuge versprechen durch komplexe Software die Vorhersage von Hindernissen oder die Vermeidung von Verkehrsunfällen. So könnte die Anzahl der Verletzten im Straßenverkehr deutlich verringert werden.

Autonome Fahrzeuge machen das Fahren sozusagen barrierefrei. Menschen mit Krankheit, Behinderung oder ältere Personen erhalten durch selbstfahrende Autos die Möglichkeit, unabhängiger zu werden. Des Weiteren verspricht man sich von der Forschung und Weiterentwicklung an Smart Cars ein starkes Wirtschaftswachstum sowie die Schaffung von Arbeitsplätzen.

Was sind die Nachteile von Smart Cars?

Trotz dieser vielfältigen Vorteile sollte man sich ebenso der Risiken bewusst sein, die Smart Car Technologie birgt. Nutzer autonomer Fahrzeuge müssen sich jederzeit bewusst sein, dass nur ein kleiner Fehler in der Software zu einem folgenschweren Unfall führen kann. In dieser Situation wird die Schuldfrage auftreten.

Wer haftet im Falle eines Verkehrsunfalls, an dem ausschließlich automatisierte Fahrzeuge beteiligt und Menschen zu Schaden gekommen sind? Die aktuelle Straßenverkehrsordnung StVO beruht auf dem Grundsatz, dass ein Mensch am Steuer sitzt. Auch die Rechtsprechung bezieht sich auf Personen. Aufgrund dessen müsste das Gesetz des Straßenverkehrs vollständig überarbeitet werden. Zusätzlich muss sich der Frage gewidmet werden, wer im Fall eines Unfalls belangt werden kann.

Schließlich sind alle Systeme, die digital vernetzt sind – Smart Cars, aber auch Smart Homes – das Ziel von Hackern. Diese wählen sich unerlaubt in die Software ein, um sie zu manipulieren. Datenschutzexperten sind der Meinung, dass sich besonders dieser Problemstellung zu wenig gewidmet wird.

Wie schützt man sich vor Angriffen auf die Systeme von Smart Cars?

Theoretisch sollten Smart Cars in der Lage sein, sich ohne digitale Vernetzung nach außen korrekt fortzubewegen. Auch im Falle einer getrennten Verbindung muss die Sicherheit aller Verkehrsteilnehmer gewährleistet sein.

Natürlich sind alle autonomen Fahrzeuge mit dem Internet verbunden, um untereinander kommunizieren zu können. Dadurch kann besser auf Gefahren und Hindernisse reagiert und Unfällen vorgebeugt werden. Diese Technologie erhöht nicht zwingend das Risiko für einen Angriff von Hackern. Ein Smart Car ist ebenso anfällig auf Viren wie ein moderner Computer.

Um vor Angriffen von außen geschützt zu sein, ist zuerst die umfassende Beschäftigung mit den Sicherheitseinstellungen des Herstellers nötig. Dieser sollte im besten Fall regelmäßig aktuelle Updates für die verwendete Software zur Verfügung stellen. Sinnvoll ist außerdem der Austausch mit anderen Fahrzeughaltern.

Für das sogenannten Smart-Car-WLAN in Verbindung mit eigenen Geräten bietet sich die Anwendung eines virtuellen privaten Netzwerks (VPN) an. So wird verhindert, dass sich ein Außenstehender Zugriff über das Smartphone Zugriff auf das Fahrzeug verschafft. Die Verbindungen sind durch das VPN verschlüsselt. Die Bluetooth Funktion eines Autos gilt als potentielle Sicherheitslücke und sollte darum deaktiviert sein, wenn sie nicht verwendet wird.

Rechtslage: Wer haftet bei einem Unfall mit einem Smart Car?

Die Rechtslage bei Unfällen mit Smart Cars ist umstritten. Momentan gilt: Im Falle eines Unfalles mit Autos der Autonomiestufen eins und zwei ist der Fahrer zur Verantwortung zu ziehen.

Beim hochautomatisierten Fahren haftet der Fahrer nur noch, wenn er die Aufforderung zur Übernahme der Fahraufgabe, die ihm das Auto in einer kritischen Situation übermittelt, nicht nachgekommen ist. Da es beim vollautomatisierten und autonomen Fahren theoretisch keinen Fahrer mehr gibt, trifft die Insassen keine Schuld im Schadensfall. Der Hersteller übernimmt die Haftung. Übrig bleibt die ethische Frage.

Ethische Fragestellungen zu Smart Cars und autonomem Fahren

Während die technische Entwicklung der Smart Cars äußerst komplex ist, liegt die schwierigste Aufgabe in der Antwortfindung auf ethische Fragen. Es muss überlegt werden, ob man solche Entscheidungen, in denen über den Wert eines Menschenlebens geurteilt wird, überhaupt treffen darf. Bei Experimenten mit Menschen, in denen schon über 40 Millionen Entscheidungen dokumentiert wurden, wurden unterschiedliche Erkenntnisse festgestellt.

Offensichtlich ist, dass ein Sachschaden hierarchisch unter einen Personenschaden zu stellen ist. Die meisten Entscheidungen besagen außerdem, dass ein Menschenleben wichtiger ist als das eines Tieres. Für viele Testpersonen ist es wichtig, das Leben vieler, statt einzelner zu retten. Frauen und Kinder werden eher verschont als Männer, Alter muss sich der Jugend unterordnen. Das größte Dilemma löst die Situation aus, in der man über das eigene Leben gegenüber dem eines anderen entscheiden muss.

Über die „notwendigen ethischen Leitlinien zum automatisierten und vernetzten Fahren“ diskutierte bereits 2016 eine Ethikkommission, die einen Abschlussbericht mit 20 ethischen Regeln veröffentlichte. Darin ist festgehalten, dass die Qualifizierung von Menschen nach persönlichen Merkmalen unzulässig ist, Sachschaden immer vor Personenschaden geht und das System immer eine positive Risikobilanz aufweisen muss.