Das autonome Fahrzeug verspricht, die Art und Weise, wie Menschen und Waren sich bewegen, zu revolutionieren. Wenn KI das Steuer übernimmt und Daten als Antrieb dienen: Entdecken Sie alles, was Sie über diese Technologie wissen müssen, die die Welt verändern wird!
Künstliche Intelligenz findet Anwendung in allen Bereichen, insbesondere auf den Straßen. Von all den auf dieser revolutionären Technologie basierenden Innovationen ist das autonome Fahrzeug zweifellos eine der wichtigsten.
Was einst die überspannte Vorstellung von Science-Fiction-Autoren war, ist heute fast Realität geworden, angetrieben von rasanten Fortschritten in KI und Data Science.
Jeden Tag hört man von diesen neuartigen Automobilen, die alleine auf den Asphalt rollen können und von ihren Herstellern wie Tesla, Waymo und seinen autonomen Taxis, oder auch von chinesischen Giganten wie Baidu.
Wissen Sie aber wirklich, wie diese Technologie funktioniert? Sie verkörpert eine komplexe und faszinierende Fusion aus Ingenieurwesen, Informatik und kognitiven Wissenschaften mit dem einzigen Ziel, Fahrzeugen zu ermöglichen, ihre Umgebung wahrzunehmen, zu analysieren und darauf zu reagieren.
In diesem Artikel werden Sie das echte Geheimnis hinter dieser Straßenrevolution entdecken und die Schlüsselrolle von KI und Big Data verstehen!
Ein Fahrzeug, das sich ohne jemanden am Steuer bewegen kann
Der Begriff autonomes Fahrzeug bezeichnet ein Fahrzeug, das seine Umgebung wahrnehmen kann und funktionieren kann, ohne dass ein Mensch die Kontrolle übernehmen muss.
Tatsächlich ist es nicht einmal notwendig, dass ein Passagier an Bord ist. Dennoch kann es wie ein herkömmliches Fahrzeug von einem Punkt A zu einem Punkt B über die selben Straßen navigieren.
Diese Technologie ist keineswegs unbedeutend, denn sie wird früher oder später die manuelle Fahrweise endgültig ersetzen. Langfristig wird die künstliche Intelligenz weniger Fehler machen als der Mensch und somit sicherer sein.
Deshalb entwickeln oder testen viele Hersteller bereits autonome Fahrzeuge, wie Audi, BMW, Ford, General Motors, Tesla, Volkswagen oder Volvo.
Die NHTSA, die für die Verkehrssicherheit in den USA zuständige Behörde, hat sechs Autonomie-Ebenen definiert. Die Stufe 0 entspricht dem Fahren durch Menschen, während Stufe 6 ein vollständig autonomes Fahrzeug darstellt…
Aber wie funktioniert es? Was verbirgt sich unter der Haube dieser Fahrzeuge, die sich alleine bewegen können?
Ein Technologie-Cocktail, um den menschlichen Fahrer zu ersetzen
Obwohl das Konzept des autonomen Fahrzeugs einfach zu verstehen ist, basiert sein Betrieb auf mehreren hochmodernen, äußerst komplexen Technologien.
Jedes dieser Fahrzeuge verfügt über ein aus Sensoren, Algorithmen und Software bestehendes System, das ihm ermöglicht, alleine sicher zu navigieren.
Radar überwacht die Position der umliegenden Fahrzeuge, Kameras erkennen Ampeln, Schilder und Fußgänger, während Lidar Entfernungen misst und dank Lichtimpulsen Straßenränder erkennt.
All die gesammelten Daten von diesen Sensoren werden dann fusioniert und von anspruchsvollen Algorithmen interpretiert, um eine visuelle Darstellung der Fahrzeugumgebung zu erstellen.
Sobald das Fahrzeug eine klare Vorstellung von seiner Umgebung hat, muss es in der Lage sein, intelligente Entscheidungen in Echtzeit zu treffen. Diese Meisterleistung wird durch KI und Machine Learning-Algorithmen ermöglicht, die die aktuelle Fahrsituation und historische Daten analysieren, um die Bewegungen anderer Verkehrsteilnehmer vorherzusagen, Risiken zu antizipieren und sichere Fahrtrouten zu planen.
So ersetzen die verschiedenen Sensoren die Augen und Ohren des menschlichen Fahrers, während die Algorithmen die Rolle des Gehirns übernehmen, um die Informationen zu verarbeiten.
Um seine Entscheidungen in konkrete Handlungen umzusetzen, verwendet das Fahrzeug Steuerungs- und Aktuationssysteme, die sicherstellen, dass es seiner Trajektorie genau folgt, indem es seine Geschwindigkeit, Richtung und Bremsvorgänge je nach Bedingungen anpasst.
Wahrnehmung, Entscheidung und Aktion: Die Kombination dieser drei Elemente macht die Fahrzeuge fähig, in einer Vielzahl von Umgebungen völlig autonom zu navigieren.
Kurs auf eine Welt ohne Unfälle und Staus?
Wenn die Technologie des autonomen Fahrens so viel Interesse weckt, liegt das daran, dass sie viele Versprechen birgt.
Zunächst in Bezug auf die Verkehrssicherheit können von KI gesteuerte Fahrzeuge die Unfallzahlen erheblich reduzieren.
Meistens passieren Unfälle auf der Straße aufgrund von menschlichen Fehlern wie Ablenkung, Müdigkeit oder Unvorsichtigkeit.
Obwohl autonome Fahrzeuge noch nicht 100% zuverlässig sind, könnten sie langfristig diese negativen Verhaltensweisen komplett abschaffen. Außerdem kann eine KI viel schneller reagieren als ein Mensch.
Außerdem ermöglicht ein solches Fahrzeug älteren oder behinderten Menschen wieder unabhängig sein zu können. Wenn Sie beim Verreisen in den Urlaub etwas vergessen haben, könnte Ihr Auto alleine zurückkommen, um es zu holen – mit der Hilfe Ihres Nachbarn, versteht sich. Sie könnten sogar Ihren Hund allein zum Tierarzt schicken!
Diese Fahrzeuge können auch die Energieeffizienz und die Verkehrsflüssigkeit verbessern. Dank ihrer Fähigkeit, miteinander zu kommunizieren und auf koordinierte Weise zusammenzuarbeiten, können sie Routen optimieren, Staus reduzieren und den Kraftstoffverbrauch minimieren.
Das kann zu massiven Einsparungen in Bezug auf Zeit und Reisekosten für die Anwender führen.
Einer Studie von itdp zufolge könnten autonome und elektrische Fahrzeuge bis 2050 die Anzahl der Fahrzeuge auf den Straßen um 30% reduzieren, die Kosten um 40% senken, viele Parkplätze freimachen und die CO2-Emissionen weltweit um 80% reduzieren.
Wenn alle Autos auf den Straßen autonom sind, könnte der Verkehr perfekt fließend werden. Leider müssen noch viele Hindernisse überwunden werden…
Eine Straße, die noch von Hindernissen gesäumt ist
Trotz der vielen Vorteile dieser Technologie müssen mehrere große Herausforderungen gemeistert werden, bevor das autonome Fahrzeug eine allgegenwärtige Realität auf unseren Straßen wird.
Seine Demokratisierung hat im Vergleich zu den anfänglichen Prognosen viel Verspätung erlitten, und dies lässt sich aus mehreren Gründen erklären.
Zum Einen ist es schwieriger als erwartet, eine KI und Sensoren zu entwickeln, die in der Lage sind, jede Gefahr in einer so unvorhersehbaren Umgebung wie der Straße vorauszusehen.
Außerdem können auch wenn Unfälle selten sind, Verunsicherung bei der breiten Öffentlichkeit und den Regierungen in Bezug auf die Zuverlässigkeit und Sicherheit dieser neuen Verkehrsform auslösen.
Und im Falle eines Zusammenstoßes, wer ist verantwortlich? Der Hersteller, der Eigentümer, der Software-Entwickler oder eine Kombination dieser Akteure? Diese Frage zu beantworten, ist schwierig.
Ein weiterer Grund für die Zurückhaltung gegenüber dieser Innovation ist die signifikante Auswirkung, die sie auf die Beschäftigung haben könnte, indem sie in verschiedenen Sektoren wie dem Gütertransport und Taxidiensten menschliche Fahrer ersetzen würde.
Es stellt sich auch die Frage der Sicherheit sensibler Daten über die Bewegungen und das Verhalten der Nutzer, die von autonomen Fahrzeugen in großen Mengen generiert und verarbeitet werden.
Bevor man auf das Wachstum des autonomen Fahrens auf den Straßen hoffen kann, wird es notwendig sein, deren absolute Sicherheit zu gewährleisten, die Daten gegen Hacks und Lecks zu schützen und klare Haftungsnormen zu definieren.
Gütertransport, städtische Mobilität... Was sind die Anwendungsfälle?
Je mehr sich die Technologie des autonomen Fahrzeugs entwickelt, desto schneller diversifizieren sich seine Anwendungen und tangieren mehrere Sektoren, indem sie Lösungen für moderne Mobilitätsherausforderungen anbieten.
Im Bereich des Gütertransports werden diese Fahrzeuge verwendet, um die Logistikkosten zu senken und die Lieferwege zu optimieren. Flotten von autonomen Lastwagen können kontinuierlich operieren, ohne dass Pausen für die Fahrer nötig sind.
Dies beschleunigt Lieferungen und reduziert Fristen. Ebenso bieten fahrerlose Autos innovative Lösungen für Carsharing und öffentliche Verkehrsdienstleistungen.
Autonome Shuttles können in dicht besiedelten städtischen Gebieten zirkulieren und bieten eine praktische und umweltfreundliche Möglichkeit, sich fortzubewegen. Sie können auch in bestehende öffentliche Verkehrssysteme integriert werden, zum Beispiel als Option für die letzte Meile für Reisende.
In San Francisco, Kalifornien, verkehren die autonomen Taxis von Waymo bereits massiv und erfreuen sich trotz einiger Zwischenfälle zunehmender Beliebtheit.
In der gesamten Automobilindustrie integrieren die Hersteller zunehmend autonome Technologien in ihre Serienfahrzeuge. Funktionen wie die Spurhaltung, der adaptive Tempomat und das automatische Parken sind mittlerweile gängig.
Dennoch bieten nur wenige Hersteller ein so fortgeschrittenes Autopilot-System wie Teslas Full Self-Driving an…
Die Schlüsselrolle von KI und Data Science
Der Aufschwung autonomer Fahrzeuge ist eng mit den rasanten Fortschritten in KI und Data Science verknüpft. Diese Technologien spielen eine zentrale Rolle bei der Entwicklung von autonomen Systemen, die in der Lage sind, komplexe Umgebungen wahrzunehmen, zu verstehen und darauf zu handeln.
Die Sammlung und Analyse großer Datenmengen ist entscheidend, um ihre Leistung zu verbessern, indem sie es ihnen ermöglicht, aus vergangenen Erfahrungen zu lernen und sich an die wechselnden Straßenbedingungen anzupassen.
Für ein feineres Verständnis der Straßenverhältnisse ist das Deep Learning besonders kritisch.
Es sind die tiefen neuronalen Netzwerke, die es den Fahrzeugen ermöglichen, komplexe Merkmale aus rohen sensorischen Daten zu extrahieren, um Objekte, Hindernisse und Fahrsituationen effizient zu erkennen und zu klassifizieren.
Es ist jedoch diese Fähigkeit, aus Daten zu lernen, die autonome Fahrzeuge wirklich von traditionellen automatisierten Kontrollsystemen unterscheidet.
Darüber hinaus ist die prädiktive Modellierung wesentlich, um die Verhaltensweisen anderer Verkehrsteilnehmer vorherzusagen und Trajektorien zu planen, die sowohl sicher als auch effizient sind.
Mit Hilfe von Techniken wie probabilistischen Modellen und rekurrenten neuronalen Netzwerken können autonome Autos die Bewegungen von Fußgängern, Radfahrern und anderen Fahrzeugen voraussehen, um proaktive Entscheidungen zu treffen und Kollisionen oder andere gefährliche Situationen zu vermeiden.
Es sind die Fortschritte in KI und Data Science, die den Weg für ein neues Zeitalter intelligenter und nachhaltiger Mobilität ebnen werden!
Fazit: Das autonome Fahrzeug, eine Technologie, die unsere Welt verändern wird
Im Laufe der kommenden Jahre werden KI und andere zugrunde liegende Technologien des autonomen Fahrzeugs weiter fortschreiten und ermöglichen, die derzeitigen Demokratisierungshindernisse zu überwinden.
Letztendlich werden wir uns daher sicher fortbewegen können, ohne überhaupt auf die Straße schauen zu müssen. Unser Lebensstil wird sich also vollkommen ändern, da tägliche Fahrten zu freien Momenten werden können.
Man kann sogar eine Integration mit der Infrastruktur von intelligenten und vernetzten Städten erwarten, mit koordinierten Transportsystemen, die an Ampeln und Straßensensoren angeschlossen sind.
Das autonome Fahrzeug wird den Übergang zu einer sichereren, grüneren und vor allem freieren Welt ermöglichen. Wenn Sie eine Rolle in dieser Revolution spielen wollen, können Sie sich bei DataScientest weiterbilden!
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