Der Weg Vorwärts für die Adoption von Autonomen Fahrzeugen

Die Adoption von autonomen Fahrzeugen auf globaler Ebene gewinnt an Fahrt. Das Vereinigte Königreich hat kürzlich den Automated Vehicles Act erlassen, um die sichere Integration von vollständig und teilweise autonomen Fahrzeugen in die Gesellschaft über die nächsten Jahre hinweg zu gewährleisten. Mehr autonome Fahrzeuge werden derzeit in China getestet als irgendwo anders auf der Welt. Und in den Vereinigten Staaten haben große Ballungsräume die Nutzung von “Robotaxis” in ihren öffentlichen Verkehrsmöglichkeiten aufgenommen. Unternehmen wie Cruise, Waymo und, natürlich, Tesla haben alle Milliarden von Dollar in ihre groß angelegten Pläne investiert, um selbstfahrende Autos und Dienstleistungen von Küste zu Küste und auf der ganzen Welt anzubieten. Zu diesem Zeitpunkt ist die Entwicklung und Implementierung von autonomen Fahrzeugtechnologien kein Thema mehr von “wenn” oder wirklich sogar “wann”, sondern einfach ein Thema von “in welchem Umfang”? Was kann die Adoption von künstlicher Intelligenz-gesteuerter autonome Fahrzeuge im großen Maßstab tun, um nicht nur unsere Straßen, sondern auch unsere Gesellschaft zu verbessern?

Automatisierung der Straßenverkehrssicherheit

Der Druck auf autonome Fahrzeuge und die Berge von Kapital, die in diese Technologien investiert werden, sind ein Zeichen für das allgemein anerkannte öffentliche Gut, das die Bereitstellung von selbstfahrenden Autos haben kann. Zunächst gibt es die Sicherheitsstandards von selbstfahrenden Fahrzeugen im Vergleich zu menschlichen Fahrern. Eine kürzlich veröffentlichte Studie in Nature Communications und Erkenntnisse aus Teslas 2022 Impact Report unterstreichen das transformative Potenzial der Implementierung von autonomen Fahrzeugen für die Verbesserung der Straßenverkehrssicherheit. AVs wurden gefunden, um Heck-, Frontal- und Seitenkollisionen sowie Vorfälle von Abkommen von der Straße um 20% bis 50% zu reduzieren. Angesichts der Tatsache, dass die Weltgesundheitsorganisation schätzt, dass Verletzungen im Straßenverkehr für den Tod von 1,35 Millionen Menschen pro Jahr auf der ganzen Welt verantwortlich sind, hätte diese dramatische Verbesserung der Automobilsicherheit einen seismischen Einfluss. Während noch mehr technologische Verfeinerung erforderlich ist, bevor autonome Fahrzeuge menschliche Fahrer in allen Umständen übertreffen (menschengesteuerte Autos sind immer noch sicherer in schlechten Sichtverhältnissen und während der Kurven), wird die weitere Entwicklung von Sensortechnologien, Vorhersagealgorithmen und V2X-Kommunikationen die Reaktionen in diesen komplexen Fahrscenarien weiter verbessern und es ermöglichen, sicherere Straßen zu schaffen.

Vermeidung von Verkehrsstaus

Darüber hinaus wird die Bereitstellung von autonomen Fahrzeugen auch einen erheblichen Einfluss auf das Problem des Verkehrsstaus haben. In einer Studie der Association for Commuter Transportation (ACT) und des United States Department of Transportation (USDOT) machen “Rush Hour”-Commutes – einst ein passender Titel – jetzt sechs Stunden pro Tag und machen die Reise während dieser Spitzenzeiten um 40% länger. Ein einzelnes Bremsen kann den Verkehr in der ganzen Stadt beeinträchtigen und einen Verkehrsstau oder sogar ein vollständiges Stillstand auslösen. Mit Hilfe von Sensoren und Kameras, die von fortschrittlicher Software angetrieben werden, bremsen autonome Fahrzeuge jedoch seltener als ihre menschlichen Gegenstücke und sind daher weniger wahrscheinlich, diese Verkehrsstörungen zu verursachen. Selbst die Bereitstellung von einigen autonomen Fahrzeugen kann einen positiven Effekt auf den Verkehrsstau haben, indem sie helfen, die Geschwindigkeit der menschlichen Fahrer zu moderieren, mit denen sie die Straße teilen.

Kraftstoffeffizienz und Nachhaltigkeit

Autonome Fahrzeuge können auch die Kraftstoffeffizienz über menschliche Fahrer verbessern, indem sie ihre Geschwindigkeit und Beschleunigung kontrollieren und indem sie näher zusammenfahren, um den Luftwiderstand zu verbessern und den Kraftstoffverbrauch zu reduzieren. Laut MIT News würde, wenn jedes Fahrzeug auf der Straße autonom wäre, nicht nur die Reisegeschwindigkeit um 20% gesteigert, sondern auch der Kraftstoffverbrauch um 18% und die Kohlenstoffdioxidemissionen um 25% reduziert. Diese Entwicklung wäre von entscheidender Bedeutung für unsere Bemühungen, Nachhaltigkeit in unzählige Branchen und Unternehmen zu bringen. Eine Studie von TuSimple ergab, dass ihre autonomen Lkw 11% kraftstoffeffizienter waren als die von menschlichen Fahrern gesteuerten. Diese erhöhte Kraftstoffeffizienz ermöglicht es Gütern und Dienstleistungen, für Verbraucher weniger teuer zu werden, während sie auch diesen Unternehmen bei ihren Bemühungen helfen, ihre Betriebe grüner und nachhaltiger zu machen.

Ein Blick unter die Haube

Das Maß an technologischer Fortschritt, das es diesen autonomen Fahrzeugsystemen ermöglicht, zu funktionieren, ist Jahrzehnte alt. Arrays von Sensoren, einschließlich Kameras, Radaren und LiDARs, liefern Daten in neuronale Netze, die darauf ausgelegt sind, das menschliche Gehirn nachzuahmen und Objekterkennung und Bildsegmentierung durchzuführen. Diese neuronalen Netze verarbeiten diese sensorischen Eingaben, einschließlich der Anwesenheit anderer Fahrzeuge, Straßenschilder und Hindernisse, um eine umfassende Umgebungsübersicht des Fahrzeugs zu erstellen. Der nächste Schritt ist dann die Bewegungsplanung, bei der detaillierte Routen und Trajektoren unter Verwendung einer umfassenden Analyse aller zuvor gesammelten Daten berechnet werden. Selbst dann müssen diese Prozesse immer noch auf unvorhergesehene Situationen achten und in Echtzeit auf diese Umstände reagieren können. Aufgrund der enormen Anzahl von komplexen und detaillierten Prozessen, die in die Entwicklung dieser Systeme und Software einfließen, sind keine zwei identisch und jedes dieser AV-Systeme hat seine Vor- und Nachteile.

Wegezweigungen

Die beiden Hauptansätze für die Entwicklung von autonomen Fahrzeugen sind HD-Karten versus HD-Karten-lose Systeme. Der Vorteil der Verwendung von Karten liegt in der vereinfachten Objekterkennung und Bewegungsplanung, aber diese Systeme sind von kontinuierlicher Kommunikation für Datenaktualisierungen abhängig und neigen zur Veraltung. HD-Karten-lose Systeme, wie das von der autonomen Fahrsoftware-Unternehmen Imagry entwickelte, verlassen sich fast vollständig auf Echtzeit-Daten und sind eher mit der Art und Weise verbunden, wie menschliche Fahrer operieren. Sie sind auch selbstständiger und weniger anfällig für Cyber-Bedrohungen, erfordern jedoch fortschrittliche Onboard-Wahrnehmungsfähigkeiten und komplexe Echtzeitverarbeitung. Nach dieser anfänglichen Aufteilung in Philosophie gibt es mehrere andere, die im Mittelpunkt einiger Debatten in der Branche standen. Regelbasierte vs. neuronale Netzwerkbasierte Bewegungsplanung ist ein solcher Streitpunkt, bei dem Sicherheits- und Regulierungsbehörden den mehr definierbaren “wenn-dann”-Ansatz bevorzugen, der das Markenzeichen von regelbasierten Systemen ist. Während die Konstruktion von vordefinierten Szenarien eine hohe Erklärbarkeit bietet, haben diese Systeme Schwierigkeiten, sich an neue, unvorhergesehene Situationen anzupassen, ein Bereich, in dem neuronale Netzwerkbasierte Systeme hervorragend sind.

Der Weg Vorwärts

Die Grundlage für die weitverbreitete Adoption von autonomen Fahrzeugen auf der ganzen Welt wird weiterhin gelegt. Es gibt sicherlich keine Knappheit an Automobilherstellern und Unternehmen, die bereit sind, Milliarden von Dollar in die Entwicklung von autonomen Fahrzeugen und Dienstleistungen zu investieren, die sich um sie drehen. Während es noch viele verschiedene Systeme und Prozesse gibt, die in die Schaffung von selbstfahrenden Fahrzeugen einfließen, stimmen alle Experten in irgendeiner Weise darin überein, dass autonome Fahrzeuge und ihre Implementierung einen großen praktischen Nutzen für die Gesellschaft haben können. Das nächste und vielleicht wichtigste Hindernis, das überwunden werden muss, ist das Aufbauen des Vertrauens der allgemeinen Öffentlichkeit in diese Technologien. Der Fortschritt der künstlichen Intelligenz begann auch unter einer Wolke von Skepsis und Misstrauen, die überwunden werden musste. Jetzt gibt es nicht mehr eine große Branche oder ein Unternehmen auf der Welt, das diese Technologien nicht in irgendeiner Weise nutzt. Autonome Fahrzeuge werden einen ähnlichen Berg zu erklimmen haben, aber wenn diese Systeme fortschreiten und auf unseren Straßen häufiger auftauchen, wird auch unser Komfort und unsere Vertrautheit mit ihnen nur zunehmen. Wenn diese Technologien mit rasender Geschwindigkeit fortschreiten, ist die AV-Branche weiter auf dem Weg zur globalen Adoption, als manche denken mögen.