Neues Terrain 10 – Vernetzungstreffen Intelligente Mobilität

Am 18. April 2018 fand in Frankfurt das zweite Vernetzungstreffen der Projekte in der Förderline „Verlässliche Technik für den mobilen Menschen“ statt. Markus Winkelmann vom ITAS am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und Sebastian Ritterbusch von der iXpoint Informationssysteme GmbH konnten an dem Treffen teilnehmen, und unterhalten sich hier über die Erfahrungen und die verschiedenen Gespräche, die sie dort führen konnten: Vernetzungstreffen Intelligente Mobilität (2:00:06, 61MB)

Die Vernetzungstreffen ermöglichen den Projekten einen Austausch sowohl über ihre Projekte, als auch über Querschnittsthemen, die alle Projekte in der Förderlinie vereint. Verglichen zum ersten Vernetzungstreffen im Rahmen der Fachtagung Mobilität im Wandel in 2017 konnte hier noch stärker den einzelnen Projekten als auch den begleitenden ELSI Themen (Ethische, rechtliche und soziale Aspekte) Rechnung getragen werden.

In der Einführung durch Frau Albrecht-Lohmar für das BMBF-Referat „Mensch-Technik-Interaktion; Demografischer Wandel“ wurde großer Wert darauf gelegt, dass Forschung und Förderung kein Selbstzweck sein dürfen, sondern sie zu Innovationen führen sollen, die auch bei den Menschen ankommen. In der Begrüßung durch Dr. Marcel Kappel für den Projektträger und Organisator VDI/VDE-IT im Bereich Mensch-Technik Interaktion wurde die Einbettung der Förderlinie in das Forschungsprogramm dargestellt.

KoFFI

Das Projekt KoFFI zur kooperativen Fahrer-Fahrzeug Interaktion startete die Projektvorträge. Es ging dabei um Fragen wie man mit Konfliktsituationen zwischen Fahrer und Fahrzeug umgehen kann, oder wie eine Vertrauenssituation hergestellt wird. Eine kritische Frage war auch, in welchen Situationen sich ein Fahrzeug über die Entscheidungen des Fahrers hinwegsetzen sollte. So verhindert beispielsweise ein ausgelöster Airbag sehr deutlich die Aktionsfreiheit des Fahrers, es ist jedoch weithin akzeptiert, dass hier die unaufgeforderte Einschränkung des Menschen weit schlimmeres verhindern kann. Wann hingegen Überholvorgänge noch abgebrochen werden dürfen, sind hingegen deutlich kompliziertere Fragestellungen, die im Projekt untersucht werden. Dabei muss auch grundsätzlich berücksichtigt werden, dass ein Einverständnis auch ein Verständnis voraussetzt. Hier ergaben sich im Projekt überraschende Ergebnisse, über die uns Susanne Kuhnert vom Institut für Digitalethik der Hochschule für Medien (HDM) Stuttgart erzählte.

In der ethischen und rechtlichen Begleitung des sonst technisch ausgelegten Projekts KoFFI ging es weit über eine Literaturarbeit hinaus, und es wurde das Gespräch mit Probanden im Sinne einer experimentellen Philosophie gesucht, wo mit empirischen Ergebnissen und Experimenten gearbeitet wurde. Im der Forschung um autonomes Fahren zur Erarbeitung von ethischen Leitlinien (vgl. medizinische Leitlinien) stellte sich dabei früh die Frage, ob die Nutzergruppe überhaupt den Begriff der Autonomie versteht.

Das Projekt KoFFI untersucht grundsätzlich die Nutzbarkeit von Gesten und natürlicher Sprache zur Interaktion von Fahrzeug und Mensch, damit nicht mehr feste Befehle auswendig gelernt werden müssen, sondern der Wagen aus der Situation heraus den Menschen so gut wie möglich mit natürlicher Sprache verstehen kann. Eine überraschende Erkenntnis war hier, dass selbst bei technik-affinen Probanden eine grundsätzliche Technikskepsis zu beobachten war, die auf zweiten Blick durch den alltäglichen Umgang mit niemals perfekter Technik verständlich wird. Gleichzeitig wünscht sich natürlich niemand einen Technikausfall bei einer Fahrt mit hoher Geschwindigkeit auf der Autobahn. Diese Frage kann nicht alleine technisch behandelt werden, sondern benötigt einer ethischen Betrachtung, wie hier der Umgang der Technik mit dem Menschen und die Technikentwicklung von Menschen auf sehr elementare Fragen eingehen kann.

Im Vortrag wurden auch die Begriffe Technikzukünfte, wie die Nutzenden sich die Technik in Zukunft erwünschen, den Zukunftstechniken, den real in Zukunft existierenden Techniken, gegenüber gestellt. Um diese Begriffe der ungewissen Zukunft besser in den Griff zu bekommen, werden Szenarien erarbeitet, um wahrscheinliche Zukünfte als Entscheidungsgrundlage entwickeln zu können.

Vorreiter

Das Projekt Vorreiter will durch neuartige Kommunikationsmethoden auch Menschen mit Einschränkungen den Zugang zu teil- oder vollautomatisierten Fahrzeugen erleichtern. Ein Aspekt war hier, wie beispielsweise eine Lenkradsteuerung auch Menschen theoretisch und praktisch ermöglicht werden kann, die für eine traditionelle Kontrolle des Lenkrads körperlich nur eingeschränkt fähig sind. Hier wurden unter anderem Tests mit einem Altersanzug durchgeführt, die auch darstellten, dass die Einschränkungen auch einige in Erwägung gezogene Gesten betrafen.

Die anschließende Podiumsdiskussion zu den beiden Projekten startete mit der Frage „Mein Fahrzeug soll sein wie…“, wo sich das Publikum für den „Partner“ aussprach.

KOLA

Das Projekt KOLA befasst sich mit kooperativen Laserscheinwerfern und im Treffen wurden die Schwerpunkte Psychologie und Technik dargestellt. Welche Signale und Hinweise können über Lichtbilder auf der Straße verwendet werden, um über eine neue Kommunikationsform ein sozialeres und sicheres Straßenumfeld zu schaffen. Auf der einen Seite erscheinen Emoticons und Smileys als eine moderne und eingängige Kommunikationsform, jedoch sind sie weit weniger eindeutig als bekannte Verkehrsymbole, dessen Verwendung aber aus guten Gründen hier durch die StVO stark reglementiert ist. Auch der Stand der technischen Realisierung wurde im Vortrag sehr beeindruckend geschildert.

PAKoS

Zum Projekt PAKoS ging es insbesondere um die sichere Übergabe der Fahrzeugkontrolle vom Fahrer an die Automation und umgekehrt. An diesem Projekt ist mit dem cv:hci am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) auch ein Partner vom TERRAIN-Projekt beteiligt.

Dr.-Ing. Michael Flad vom Institut für Regelungs- und Steuerungssysteme (IRS) am KIT war bereit, uns PAKoS vorzustellen, und uns die unterschiedlichen Kommunikationsmodalitäten, die in der Kommunikation mit dem Fahrzeug zum Einsatz kommen, zu erklären. Neben der visuellen Darstellung im Display oder als Projektion auf der Windschutzscheibe, wird auch eine akustische Sprachausgabe verwendet. Ergänzt werden diese Darstellungsformen durch haptische Signale durch einen mit Vibrationsmotoren ausgestatteten Sitz, der Interaktion mit dem Lenkrad und Pedalen an den Füßen. In einer ersten Studie hat sich ergeben, dass visuelle Signale am leichtesten übersehen werden, im Vergleich beispielsweise zu akustischen Hinweisen. Am deutlichsten wurden hier die Vibrationssignale im Sitz wahrgenommen. Dies ist genau gegenläufig zur möglichen Informationsdichte und entsprechenden Ablenkungspotential der Kanäle. Besondere Ablenkungen können hier die aktuell nicht erlaubten Nebentätigkeiten während des Fahrens sein, die beim autonomen Fahren teilweise akzeptiert werden können.

In der Zeit der nur teilautonomen Systeme müssen hier Verfahren untersucht werden, wie die Übergabe der Verantwortung in Abhängigkeit von den Tätigkeiten, dem Fahrer und der Situation ablaufen kann. Ein mathematisches Modell ist hier die Abbildung der Regelkonzepte als gekoppeltes Differenzialgleichungssystem zu betrachten. Mit Hilfe eines Differenzialspiels kann die Vorhersage über die erwartete Übernahme in die Fahrzeugautomation aufgenommen werden.

Der im Gespräch erwähnte Unfall mit einem teilautonomen Uber-Auto zeigte sehr deutlich, welche schlimmen Auswirkungen die Ablenkung der fahrenden Person haben kann.

Im Gespräch mit Luis Kalb vom Lehrstuhl für Ergonomie an der TU München ging es dann um Details der Verwendung des von Bastiaan Petermijer entwickelten vibrotaktilen Autositzes. Hier sitzt man auf einer Art Vibrationsmatte, die Vibrationsmuster in unterschiedlichen Intensitäten von der Sitzfläche bis zum Rückenbereich darstellen kann. Typische Muster sind Linien, die komplett von einer Seite zur anderen durchlaufen, und sie werden oft zusätzlich durch Sprachausgaben ergänzt. Gerade bei Ablenkungen des Fahrers kann mit Hilfe dieses Kommunikationskanals sehr deutlich auf gefährliche Situationen oder gefährliches Handeln hingewiesen werden.

Die zusätzlichen Kommunikations- und Detektionsmethoden für teilautonomen Automobilen ermöglichen deutlich sicherere Betriebsmodi, wenn beispielsweise bei einem abgelenkten Fahrer automatisch die Fahrgeschwindigkeit reduziert wird, da der Mensch nicht mehr so schnell eingreifen kann. Eine unmittelbar verständliche Reaktion kann auch sehr zur Akzeptanz eines Systems beitragen, wenn sie nicht womöglich als Rechtweisung oder Bestrafung aufgefasst wird. Ganz abgesehen davon nimmt die rechtliche Fragestellung zusätzlich einen großen Raum ein, wie die Verantwortung in solchen Situationen zu bewerten ist. Ein anderes Beispiel sind künstlich erzeugte Geräusche für langsam fahrende Elektroautos, ohne die blinde Menschen das Fahrzeug kaum noch akustisch orten können. Es gibt eine Vielzahl von technischen Lösungen, die sowohl im sozialen, psychologischen und rechtlichen Kontext bewertet werden müssen. Ab 2021 wird jedes neu zugelassene E-Auto entsprechende Geräusche machen müssen.

Bei der Frage in das Plenum, wie die Kommunikation zwischen Fahrzeug und Fahrende stattfinden sollte, lief es auf die Punkte intiutiv, sicher und verständlich hinaus, und führte in eine rege Diskussion zu den beiden Projekten.

Safety4Bikes

Der nächste Block startete mit dem Projekt Safety4Bikes für ein Assistenzsystem für mehr Sicherheit von fahrradfahrenden Kindern. Jochen Meis von GeoMobile und Dr. Florian Klingler der CCS Labs des Heinz Nixdorf Instituts der Uni Paderborn gaben uns in einem Gespräch einen tiefen Einblick in den Stand und die Erfahrungen aus ihrem Projekt. Sehr interessant ist beispielsweise das Ergebnis, dass der Fahrradhelm inzwischen bei Kindern fast durchweg genutzt wird, hingegen die Eltern ihn seltener und besonders die Großeltern fast überhaupt nicht verwenden. Ein anderes Ergebnis ist, dass der Unfallschwerpunkt für fahrradfahrende Kinder Kreuzungsbereiche sind, gefolgt von Ein- und Ausfahrten.

Eine Möglichkeit die Sicherheit zu erhöhen bietet die Car2X Kommunikation, wo im Projekt untersucht wird, wie Fahrräder in dieses Kommunikationsnetz integriert werden können, um im Vorfeld auf Gefahrensituationen hinweisen zu können. Die technische Grundlage ist das IEEE 802.11p Protokoll, das eine ad-hoc Kommunikation im Straßenverkehr ermöglicht. Die ersten Tests im Safety4Bikes Projekt wurden auf Trikes umgesetzt, um den jungen Probanden keiner zusätzlichen Gefahr auszusetzen. In Zukunft ist die fortschreitende Elektrifizierung auch im Fahrradbereich für das Projekt eine zusätzlich vorteilhafte Entwicklung, da sie die Frage der Stromversorgung erleichtert.

TERRAIN

Den Ansatz weitere Methoden im Forschungsprojekt zunächst auf einem tragbaren Computer statt auf dem Smartphone umzusetzen, verfolgen wir im TERRAIN-Projekt genauso wie bei Safety4Bikes: Die ersten Tests der Bilderkennung wurden auf einem Laptop durchgeführt, den die Probanden auf dem Rücken trugen, und im weiteren Verlauf befassen wir uns nun damit, wie und ob und wann wir Teile davon auch auf Smartphones bringen können.

Nach der Vorstellung des Fortschritts im TERRAIN Projekt gab es eine Podiumsdiskussion zu Gefährdeten und Gefahren im Straßenverkehr- nach Meinung des Plenums sind Fahrradfahrende besonders den Gefahren ausgeliefert.

ELSI-Themen

Das Treffen endete mit einer Diskussion zu ELSI-Themen, angeleitet durch Prof. Dr. Tobias Keber (@datenreiserecht), der unter anderem von den Ergebnissen einer Umfrage zu ELSI-Themen bei Forschungsprojekten berichtete: Ein Ergebnis war hier der Ratschlag, ELSI-Aspekte als kreative ‚Störfaktoren‘ zu nutzen. Auf jeden Fall müsse die Begleitforschung auch zu gemeinsamen Aktivitäten führen, um eine Integration zu ermöglichen. Das Zusammenspiel der technischen Entwicklung mit der Reflektion in der ELSI-Begleitforschung ist ein guter Weg, auf eine Entwicklung für die Menschen hinzuarbeiten, also zur Technik für die Menschen hinzuwirken.