Automatisiertes Fahren – und der Mensch führt doch!

Forschungsprojekt Vorreiter
Ludmilla Parsyak, © Fraunhofer IAO und IAT der Universität Stuttgart

 

Forschungsprojekt Vorreiter entwickelt Bedienkonzepte für die kooperative Fahrzeugführung beim automatisierten Fahren

Im Forschungsprojekt Vorreiter haben das Fraunhofer IAO und das Institut für Arbeitswissenschaft und Technologiemanagement IAT der Universität Stuttgart gemeinsam mit Partnern aus Wissenschaft und Wirtschaft Bedienkonzepte für verschiedene Stufen des Automatisierten Fahrens entwickelt, die dem Menschen die Kommunikation eigener Wünsche an das Fahrzeug erlauben, Komfort und Sicherheit steigern und gleichzeitig alle Vorteile der Automatisierung beibehalten.

Beim Thema »Automatisiertes Fahren« sind viele Menschen zwiegespalten: zwar steigt laut neueren Umfragen die Akzeptanz von automatisierten Fahrzeugen in der Bevölkerung, allerdings bestehen Zweifel, ob und wie das automatisierte Fahren funktionieren kann. Zusätzlich wollen viele Menschen nicht nur passiv chauffiert werden, sondern an der Fahrt beteiligt bleiben. Die Herausforderung besteht dahin, die Vorteile des automatisierten Fahrens zu erhalten und gleichzeitig die Nutzerinnen und Nutzer einzubinden.

Reiter-Pferd-Metapher im automatisierten Fahren

Im Forschungsprojekt Vorreiter haben das Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation und das Institut für Arbeitswissenschaft und Technologiemanagement der Universität Stuttgart gemeinsam mit ihren Partnern IAW RWTH Aachen, dem Industriepartner Valeo sowie der Hochschule für Wirtschaft und Recht Berlin deshalb anhand der Bedürfnisse der Nutzerinnen und Nutzer Bedienkonzepte entwickelt, die es dem Menschen erlauben, Fahrzeuge gemeinsam mit der Automation zu führen. Neben den Nutzerinnen und Nutzern des Massenmarkts wurde hierbei auch ein besonderer Fokus auf die Nutzergruppen Menschen mit Behinderungen, Fahranfängerinnen und Fahranfänger, sowie ältere Menschen gelegt.

Im Projekt diente die Beziehung von Pferd und Reiter als Vorbild für die Beziehung von automatisiertem Fahrzeug und Mensch: Je nach Automationslevel haben der Mensch als »Reiter« und das automatisierte Fahrzeug als »Pferd« unterschiedliche Aufgaben. Der Mensch hat dabei jedoch immer die Möglichkeit, das automatisierte Fahrzeug zu beeinflussen. Im Rahmen dessen wurden am Fraunhofer IAO verschiedene Bedienkonzepte bezogen auf das vollautomatisierte Fahren (SAE Level 4) untersucht. Das bedeutet, dass der Mensch der Automation – ähnlich wie einem maschinellen Chauffeur – seine Wünsche mitteilt und dass das automatisierte Fahrzeug die Wünsche des Menschen umsetzt, sofern dies regelkonform und sicher möglich ist. Dadurch kann der Mensch zum Beispiel das automatisierte Fahrzeug auf einer längeren Fahrt per Wunscheingabe zu einer Raststätte fahren und dort anhalten lassen, ohne die vollautomatisierte Fahrt zu unterbrechen.

Wunscheingabe durch Streichen am Lenkrad und Joystick

Um dies praktisch zu realisieren, wurden verschiedene nutzerzentrierte Konzepte entworfen. Unter anderem kann die Wunscheingabe durch Drück-Impulse oder Streichgesten am Lenkrad sowie die Benutzung eines Joysticks realisiert werden. Der Joystick eignet sich besonders gut für Fahrerinnen und Fahrer, die körperlich eingeschränkt sind. Seine Bedienung erfordert nämlich deutlich weniger Bewegung. Zur Entstehung der Streichgesten am Lenkrad berichtet Projektleiter Dr. Frederik Diederichs: »Die Idee, ein Lenkrad zu streicheln, um Manöverwünsche zu kommunizieren, kam mir während technischer Schwierigkeiten mit unserem Lenksystem im Fahrsimulator, bei dem die geplanten Lenkimpulse nicht funktionierten. Ich ahmte die Lenkbewegung als Streichgeste über das Lenkrad nach und wünschte mir kapazitive Sensorik im Lenkradkranz, die dieses Streicheln erspüren könnte. Wir streicheln Pferde und unsere Smartphones und bauen dadurch eine emotionale Verbindung auf. Warum nicht auch unsere hochautomatisierten Autos?«
Im Rahmen des Projekts Vorreiter wurde dieses Konzept erprobt und schließlich baute Valeo das passende »fühlende Lenkrad« dafür.

Nutzerstudien des Virtual Vehicle Experience Lab der Universität Stuttgart zu den Bedienkonzepten zeigen nämlich: Nutzerinnen und Nutzer verstehen die Bedienkonzepte in der Regel schon bei der ersten Nutzung intuitiv und auch die wahrgenommene Usability ist für Prototypen hoch.

Die Bedienkonzepte wurden im Rahmen des Symposiums »Intuitive Partially and Highly Automated Driving« am 27. November 2019 in Aachen vorgestellt. Neben Vorträgen rund um den Themenschwerpunkt konnten die Besucherinnen und Besucher das Konzept bei Live-Demos und Simulatoren hautnah erleben.

Das Projekt Vorreiter wurde nach einem Beschluss des deutschen Bundestags finanziell aus Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.