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Der lange Weg zur Autonomie

Seit knapp einem Jahrhundert träumt die Menschheit vom autonomen Auto. Nun wird aus der Vision Wirklichkeit. Dabei treiben Ingenieure, Designer und Entwickler des Volkswagen Konzerns das Entstehen der neuen Technologie entscheidend voran.

Die Passanten, die im Sommer 1925 durch Manhattan schlenderten, staunten nicht schlecht. Zwar war man als New Yorker auch in den 20er-Jahren schon einiges gewohnt – doch das war völlig neu. Wie von Geisterhand bewegte sich da ein Auto ganz ohne Fahrer durch den Verkehr. Gesteuert wurde es von einem Fahrzeug, das ein paar Meter dahinter fuhr. Kleine Elektromotoren an Lenkung, Bremsen und Gaspedal bekamen per Funk ihre Befehle – erstaunlicherweise mit Erfolg. Laut „New York Times“ ging aber auch einiges schief: „Der Funkwagen schlingerte von links nach rechts den Broadway hinunter, um den Columbus Circle herum und südwärts auf der Fifth Avenue, wo er fast in zwei Lastwagen und einen Milchwagen hineinfuhr, die sich aus Sicherheitsgründen auf den Bordstein flüchteten.“ Dem Erfinder Francis Houdina brachte die Erfindung, außer den paar Zeilen in der Presse, nicht viel ein.

„Automatisiertes Fahren nutzt der Gesellschaft ohne Frage bei Umweltschutz, demografischem Wandel, Wirtschaft und Verkehrssicherheit.“

Ulrich Eichhorn Leiter Konzern Forschung und Entwicklung bei Volkswagen

Das sähe heute sicher anders aus. Das Thema autonomes Fahren landet praktisch täglich in den Medien. Die Hersteller liefern sich ein Wettrennen darum, wer als Erstes einen weiteren Schritt hin zum vollautonomen Fahrzeug machen kann. Dabei geht es um mehr als nur Marktanteile, wie Ulrich Eichhorn, Leiter Konzern Forschung und Entwicklung bei Volkswagen, erläutert: „Automatisiertes Fahren nutzt der Gesellschaft ohne Frage bei Umweltschutz, demografischem Wandel, Wirtschaft und Verkehrssicherheit.“

Sedric Das volle autonome Paket
Leichter Zugang Die zweiteilige Tür erleichtert den Einstieg, selbst mit Gepäck.
Augmented Reality Die Frontscheibe ist ein transparenter OLED-Bildschirm.
Viel Raum Taschen oder Koffer finden im großzügigen Innenraum Platz.
Saubere Luft Luftreinigende Pflanzen unterstützen die Wirkung von Bambuskohle-Luftfiltern.
„Self Driving Car“ E-Mobilität Autonome Funktion Hoher Komfort

„Kraftvolle Karosseriesäulen, ausgeprägte Radhäuser und kurze Überhänge verhelfen SEDRIC zu einer auffallend soliden Erscheinung, die Sicherheit und Vertrauenswürdigkeit ausstrahlt.“

Michael Mauer Leiter Design im Volkswagen Konzern
Luxuslimousine der Zukunft
Der Aicon ist Audis autonom fahrende Design-Vision. Passagiere sollen sich wie auf einem Erste-Klasse-Flug fühlen: mit Ledersesseln, Bord-Entertainment und maximaler Beinfreiheit.

Auf dem Genfer Autosalon 2017 zeigte der Volkswagen Konzern erstmals die Konzept-Studie SEDRIC – kurz für „Self Driving Car“. Ein Update folgte auf der Internationalen Automobil-Ausstellung (IAA), wo auch der Audi A8 Aicon präsentiert wurde. Beide Fahrzeuge werden elektrisch betrieben und sind auf das autonome Fahren der Stufe 5 ausgerichtet. Sie verfügen also weder über Lenkrad noch über Pedale. Die neueste SEDRIC-Version soll einfache, komfortable, nachhaltige und sichere Mobilität für jedermann ermöglichen. Das spiegelt sich auch im modernen, aber dennoch zurückhaltenden Design wider.

Die neue Fahrzeugarchitektur – E-Antriebe an den Rädern machen große Motorblöcke obsolet, die Batterie verschwindet im Boden – schafft ganz neue Möglichkeiten für Insassen wie Designer. Der aktuelle SEDRIC ist allerdings nur ein Vorgeschmack auf eine ganze Fahrzeugfamilie: Sportwagen, luxuriöse Reiselimousinen, Nutzfahrzeuge und sogar Lastwagen sollen folgen.
Audi verfolgt beim Aicon designtechnisch einen anderen Ansatz. Sportlich-futuristisch soll die Level-5-Studie erscheinen, als Premium-Limousine der Zukunft. Große Glasflächen säumen Front und Heck, im Innenraum sollen sich Passagiere wie in einer First-Class-Flugzeugkabine fühlen – modernste Kommunikationselektronik inklusive. Reichweitensorgen gehören der Vergangenheit an: Der Aicon soll Distanzen bis zu 800 Kilometern mit einer Batterieladung zurücklegen können.

Die Sedric-Familie

Roadmap E: Neues Kapitel in der Geschichte von Volkswagen

Durchbruch der Elektromobilität

SEDRIC und Aicon vereinen die Megatrends autonomes Fahren und Elektromobilität, ganz nach den Vorstellungen des Vorstandsvorsitzenden der Volkswagen AG, Matthias Müller: „Mit der ,Roadmap E‘ schlagen wir ein neues Kapitel in der Geschichte von Volkswagen auf und schaffen zugleich die Voraussetzungen für den endgültigen Durchbruch der Elektromobilität.“ Doch die Modelle der Zukunft können noch mehr: Sicherheitsassistenten und Künstliche Intelligenz sorgen dafür, dass auch Passanten oder Radfahrer geschützt werden. Schon jetzt gibt es Systeme dieser Art im neuen Audi A8. Nähert sich von hinten ein Fahrrad, blockieren die Sicherheitsassistenten die Tür.

  • Stauvermeidung

    Auch das Thema Stauvermeidung spielt eine große Rolle bei der Entwicklung. Bis zu 70 Prozent der Straßen seien überlastet, mit Staus als logischer Folge, sagt der Verkehrsexperte Professor Michael Schreckenberg.

    „Der Abstand zum Vordermann wird reduziert, weil man Angst vor Lückenspringern hat. Dann reicht ein unkonzentrierter Moment, der zum abrupten Bremsmanöver führt.“ Würden alle aber die gleiche Geschwindigkeit fahren – so, wie es Lkw der Volkswagen-Marken Scania und MAN bereits jetzt in Platooning-Tests erproben –, vermindere sich die Staubildung. Und das Risiko, dass schwere Unfälle entstehen.

  • Automatisierte Helfer

    Rückblende: Mit der Massenmotorisierung in den USA kam es zu immer mehr tödlichen Unfällen. Der Ingenieur Ralph Teetor reichte daher 1945 ein Patent für eine automatische Geschwindigkeitsregelanlage ein, die Chrysler zum ersten Mal 1958 unter dem Namen „Speedostat“ im Modell „Imperial“ einsetzte. Aber erst Jahrzehnte später hielt die automatisierte Tempokontrolle flächendeckend Einzug, sukzessive folgten weitere automatisierte Helfer wie der Spurhalteassistent.

  • Autonomes Fahren

    Rückenwind für neue Verkehrstechnologien kam auch aus dem US-Verteidigungsministerium. Ein Antreiber des autonomen Fahrens war die „Defense Advanced Research Projects Agency“ (DARPA). Gegründet 1958, schuf die Abteilung Grundlagen für eine ganze Reihe von Innovationen – zum Beispiel das Internet. Um Ingenieure für das autonome Fahren zu interessieren, schrieb man die „DARPA Challenge“ aus. Sollte es einem Team gelingen, einen 240 Kilometer langen Parcours in der Mojave-Wüste zu bestehen, winkten eine Million Dollar Preisgeld. 2004 schaffte es niemand, 2005 bewältigten aber schon fünf Fahrzeuge die Aufgabe. Sieger war ein von der Universität Stanford umgebauter VW Touareg. Vor zwei Jahren schließlich gelang Audi mit einem umgebauten Audi A7 eine spektakuläre Fahrt von San Francisco nach Las Vegas. Auf den Autobahnen war die Limousine dabei autonom unterwegs.

  • Technische Herausforderungen

    Die technischen Herausforderungen, um dem autonomen Fahren zum Durchbruch zu verhelfen, sind enorm. Zum einen muss man dem Auto das „Sehen“ beibringen. Dafür sorgen eine Vielzahl von Sensoren wie Radar, Ultraschall, Laser und Kameras. Zum anderen muss das Fahrzeug sehr genau wissen, wo es eigentlich gerade ist. GPS-Systeme reichen dafür nicht aus, weil sie die Position eines Fahrzeugs nur im Bereich von circa vier Metern erfassen. Das ist zu ungenau auf einer Landstraße, die vielleicht nur fünf Meter breit ist.

    Hochauflösende Karten sollen das Problem lösen. Diese liefert zum Beispiel der Dienstleister HERE, den ein Konsortium, bestehend aus Audi, BMW und Daimler, 2015 für rund 2,5 Milliarden Euro übernahm. Das Unternehmen liefert Karten, die bis auf wenige Zentimeter genau sind und auch Bordsteine, Verkehrsinseln und andere Hindernisse enthalten.

Assistenzsysteme und andere Helfer: Meilensteine der Automobilgeschichte

  1. 1925: Auto ohne Fahrer

    Der Erfinder Francis Houdina lässt einen aus der Ferne gesteuerten Chandler durch Manhattan rollen. Dabei können Unfälle nur knapp verhindert werden.

  2. 1945: Tempomat

    Ralph Teetor erfindet den Geschwindigkeits-regler, der ab 1958 in Fahrzeugen verwendet wird.

  3. 1951: Entwicklung des Airbags

    Walter Linderer ist einer der Pioniere bei der Entwicklung des Airbags. Der Ingenieur meldet seine Erfindung 1951 in München zum Patent an.

  4. 1958: Dreipunktgurt

    Der Volvo-Ingenieur 
Nils Bohlin erfindet 1958 den Dreipunktgurt. 
Es gibt wohl kein anderes Autozubehör, das so viele Menschenleben rettete.

  5. 1967: Steuern aus der Ferne

    Ingenieure der Ohio State University arbeiten an einem ferngesteuerten Auto. Alle Steuerfunktionen soll ein elektronisches System übernehmen.

  6. 1977: Autonomes Auto

    Das japanische Ingenieursbüro Tsukuba erfindet das erste autonome Fahrzeug. Es folgt den Straßenmarkierungen, schafft 30 Kilometer pro Stunde.

  7. 1978: Antiblockiersystem

    Bosch bringt sein serienfähiges Antiblockiersystem auf den Markt. Die Stuttgarter lassen sich in diesem Zusammenhang den Begriff „ABS“ rechtlich schützen.

  8. 1980: Roboterautos beim Militär

    Die Bundeswehr baut 1980 in einer Kooperation mit dem Experten Ernst Dickmanns Roboterautos.

  9. 1989: Showtime für den Futura

    Der VW Futura verzückt bei „Wetten, dass ..?“ Promis und Zuschauer. Das Forschungsfahrzeug ist seiner Zeit voraus: Es kann selbstständig einparken und fährt elektrisch.

  10. 1993: Start-Stopp

    Volkswagen experimentiert schon früh mit einem Start-Stopp-System. Im Golf Ecomatic kommt die neue Technologie das erste Mal zum Einsatz.

  11. 1994: 1.000 km autonom

    Die Roboterautos des von der EG geförderten Eureka-Prometheus-Projekts fahren 1.000 Kilometer über die Autobahn in gewöhnlichem Verkehr bis nach Paris.

  12. 1995: No hands across America

    Forscher der Carnegie Mellon University fahren mit ihrem autonomen Van gut 4.500 Kilometer 
durch die USA, betätigen nur Gas und Bremse selbst.

  13. 1996: ESP für Kompakte

    Volkswagen etabliert erstmals ESP in der Kompaktklasse. Heute gilt der Schleuderschutz als eines der wichtigsten Sicherheitssysteme.

  14. 2000: Adaptive Cruise Control

    Das von Bosch entwickelte System Adaptive Cruise Control (acc), ein Abstandsregeltempomat, geht in Serie.

  15. 2004: Grand Challenge

    Die darpa veranstaltet 
erneut eine „Grand Challenge“. Vier Wagen erreichen das Ziel. Die Stanford University gewinnt mit einem modifizierten VW Touareg.

  16. 2005: Start der darpa

    Erstmals findet die darpa statt, ein vom US-Militär veranstalteter Wettkampf durch die Wüste für autonome Fahrzeuge. Keines der Fahrzeuge erreicht die Ziellinie.

  17. 2009: Google baut Auto

    Google beginnt die Arbeit am Projekt eines autonomen Fahrzeuges. Zur Hilfe nehmen sich die Ingenieure die Gewinner-Teams der darpa Grand Challenge und der Urban Challenge.

  18. 2010: 16.000 Kilometer autonom

    Ein Team der Universität Parma fährt in einem Konvoi mit autonomen Fahrzeugen 16.000 Kilometer bis nach Schanghai. Der Trip dauert 100 Tage.

  19. 2013: 500.000 Meilen Rekordfahrt

    Vier Jahre nach dem Start des Projekts knackt Google den 500.000-Meilen-Rekord des autonomen Fahrens im kalifornischen Straßenverkehr.

  20. 2017: Sedric fährt vor

    Auf dem Genfer Autosalon stellt Volkswagen erstmals ein Konzept für automatisiertes Fahren der Stufe 5 vor. Auf der IAA lässt das Unternehmen eine neue Version folgen.

1,25 Millionen Menschenleben könnte man retten – pro Jahr

Das eigentliche Fahren autonomer Autos übernehmen die zentrale Steuerungseinheit und die Software. Die Anforderungen an die Programmierer sind hoch, bestätigt Audi-CEO Rupert Stadler: „Der Kunde ist bei uns kein Beta-User, an dem wir Updates testen. Das kann man vielleicht mit dem Betriebssystem eines Smartphones machen, aber nicht mit dem Auto. Da geht es um sicherheitsrelevante Themen und wir haben den Anspruch, Sicherheit zu garantieren.“

Diesen Anspruch dokumentiert der neue Audi A8, der als erstes Serienfahrzeug eine weitere Stufe des autonomen Fahrens erreicht. Mit ihm kann man schon jetzt auf der Autobahn bei Geschwindigkeiten bis 60 Stundenkilometer das Steuer komplett dem Wagen überlassen. Die Software kann sogar mehr, darf es aber aus rechtlichen Gründen noch nicht zeigen.

Gerade auf der eher eintönigen Autobahnfahrt sind die Vorteile des autonomen Fahrens gut erkennbar, wie Michael Fausten, zuständig für Entwicklung beim Zulieferer Bosch, zusammenfasst: „Wir vermeiden Staus, denn automatisierte Fahrzeuge starren nicht neugierig auf am Straßenrand liegen gebliebene Fahrzeuge. Sie wechseln auch nicht ständig die Spur.“ Die Vorteile gehen für ihn noch weiter: „Wir sparen Zeit, die wir produktiv nutzen können. Wir sparen Kraftstoff, und zwar bis zu 40 Prozent, wenn alle automatisiert und im Windschatten des Vordermanns fahren.“

Für Johann Jungwirth, Chief Digital Officer bei Volkswagen, ist noch ein weiterer Punkt entscheidend: „Was würden Sie sagen, wenn ich heute mitteilen würde, dass wir bis zu 1,25 Millionen Menschen das Leben retten könnten – Jahr für Jahr? So viele Menschen sterben jedes Jahr im Straßenverkehr.“ Und wie wird das möglich? Weil selbstfahrende Autos in Millisekunden reagieren. Weil sie nicht abgelenkt werden, keinen Alkohol trinken und immer wach sind. Dafür sorgen Künstliche Intelligenz, exponentiell wachsende Rechnergeschwindigkeit und die Real-Time-
Vernetzung untereinander.
Volkswagen hat die nächsten Schritte schon vor Augen. Nach der Eroberung der Autobahn folgt die Landstraße, danach die Stadt. Schon 2021 dürften laut Johann Jungwirth die ersten autonomen Fahrzeuge durch unsere Innenstädte rollen – elektrisch, sicher, umweltschonend. Vermutlich werden die New Yorker also gut 100 Jahre nach Francis Houdina tatsächlich selbstfahrende Autos auf dem Broadway sehen.