Bericht über das erste voll autonome Fahrzeugmodell der Firma Sicurezza
0. Vorüberlegungen, Bedingungen, Ziele
Im Ethikkurs der 9. Jahrgangsstufe haben wir uns im Rahmen moraltheoretischer Begründungsmodelle zuerst mit dem Trolley-Problem befasst (https://www.youtube.com/watch?v=MhOJp1DcabM), das auf nachvollziehbare Weise wesentliche Ansätze des Utilitarismus verdeutlicht. Diese Problematik haben wir auf Unfallsituationen von autonomen Fahrzeugen bezogen: Wie müsste ein autonom fahrendes Auto reagieren, wenn es einen möglichen Personenschaden vermeiden oder diesen wenigstens minimieren soll ? Wer soll gerettet, wer geopfert werden ? Wie soll eine mögliche Programmierung reagieren ? Wie kann dies ethisch gerechtfertigt werden ? Welche Moraltheorie kann uns helfen ? Welche Entscheidungen sind logisch begründbar, welche ethisch zu rechtfertigen, welche entsprechen dem Grundgesetz ? Und: Welche ökonomischen Auswirkungen hätte dies gegebenenfalls ?
Als Erstes haben wir uns überlegt, wen wir überhaupt mit unserem Fahrzeug erreichen wollen, und uns entschieden, dass wir eher im europäischen Raum bleiben möchten. Außerdem ist unser Fahrzeug für die obere Mittelschicht gedacht, da es schwierig ist, autonomes Fahren für wenig Geld anzubieten. Als dies entschieden war, haben wir uns mit dem Namen beschäftigt und uns für „Sicurezza“ (it.: Sicherheit) „Da Solo“ (it.: selbstständig) entschieden. Als Nächstes haben wir an der Ausstattung des Sicurezza Da Solo gearbeitet und auch schon erste Skizzen des Autos angefertigt. Nun gingen wir zunächst in die Arbeitsphase, in der wir uns klarmachen mussten, wie ein autonomes Fahrzeug in Unfallsituationen reagieren sollte. Zum Schluss kamen wir zurück zum Design, und als wir uns über das Aussehen und die Ausstattung geeinigt haben, haben wir noch das Logo unserer Fahrzeugmarke ausgearbeitet.
Im nächsten Schritt haben wir -genauso wie der Ethik-Kurs der Jahrgangsstufe 10, der im Wettbewerb mit uns die gleiche Aufgabe bearbeiten musste- unser Konzept einem Religionskurs vorgestellt. Die Schülerinnen und Schüler sollten danach beurteilen, welches Auto sie kaufen würden, wobei besonders die ethischen „Komponenten“ / Überlegungen zu gewichten waren. Wir haben gewonnen 😉
1. Design
Das Design des Sicurezza Da Solo (alpha) haben wir besonders bedacht und gestaltet: Wir haben Ästhetik mit modernster Technologie verbunden, um ein sportliches, schönes und gleichzeitig hochmodernes Fahrzeug zu erstellen. Der Da Solo ist ein Coupé mit einem größeren Innenraum als üblich, um den Insassen eine möglichst angenehme Fahrt zu bieten. Hinzu kommt ein luxuriöses und futuristisches Interieur.
Das Exterieur ist trotzdem das Auffallendste am Auto: Es ist elegant und sportlich zugleich: Die Front ist mit einem großen verchromten Kühlergrill geschmückt, mit dem Schriftzug unserer Firma. Daneben liegen moderne Scheinwerfer und weitere Stilelemente. Auf der Motorhaube ist unser Emblem, in dem ein Außenairbag verbaut ist, um bei einem Unfall Außenstehende zu schützen. Weitere dieser Airbags sind rund um das Fahrzeug verbaut.
An den Seiten des Fahrzeugs verblüffen die wunderschönen Flügeltüren, am Heck sind die Rückleuchten sowie ein weiteres Emblem. Weiter unten befinden sich die Auspuffblenden.
Alle Designentscheidungen wurden sorgsam getroffen, um ein nahtloses, effizientes und sicheres Fahrzeug zu gestalten, das modern und sportlich aussieht, aber trotzdem mit seiner Ästhetik beeindruckt. Dazu haben wir viel mit Abrundungen und Ecken gearbeitet, um das Fahrzeug stromlinienförmig, und mit möglichst hoher Sicherheit zu gestalten.
2. Technische Ausrüstung
Ein Großteil der Entwicklungszeit war der technischen Ausrüstung zugeschrieben, da der Meilenstein von assistiertem zu autonomen Fahren ebenfalls technische Innovationen verlangt. Es handelt es sich bei diesem Fahrzeugmodell um ein autonomes Fahrzeug, das heißt, dass der Fahrer die Position eines Passagiers einnehmen kann und sich somit nicht mehr auf das Fahrgeschehen konzentrieren muss. Wir haben uns bei den „Da Solo“-Modellen entschieden, sie mit unterschiedlichen Automatisierungsfunktionen auszustatten, so kann der Fahrer selbst entscheiden, welche Teile er kontrollieren möchte und welche automatisch gesteuert werden sollen.
Integrierte Automatisierungsoptionen:
Notbremsassistent
Spurhalteassistent
Spurwechselassistent
Abstandsregeltempomat
Lane Departure Warning System
Personenerkennung
Verkehrsschilderkennung
Autopilot
Die Automatisierung lässt sich durch die Ausrüstung umsetzen, welche aus folgenden Gerätschaften besteht:
Motorbremse
Notbremse
Außenairbags
Innenairbags
Hygrometer (Messung der Luftfeuchtigkeit)
Ultraschallkameras
Infrarotkameras
2K Kuppelkameras
Kamerastabilisatoren
Akzelerometer (Beschleunigungssensor)
Hochfrequenzalarm
Die Entscheidungen, die vom Fahrzeug getroffen werden müssen, geschehen durch die Impulse einer künstlichen Intelligenz (kurz: KI). Diese verwendet große neuronale Netze, welche neue Informationen gewinnen und diese anwenden, um sich weiterzuentwickeln. Die Ergebnisse und Fortschritte der neuronalen Netze werden in unsere KI eingespeist. Die Daten der neuronalen Netze selbst kommen sowohl von Langzeitstudien und Langzeitsammlungen von Daten als auch aus unserem firmeneigenen Labor. Über das neuronale Netz sind alle Fahrzeuge vernetzt. Dies verstärkt die Sicherheit unter anderem durch konstante Updates, durch welche man die Technik weiter ausarbeiten kann. Eine Hürde, auf die wir mit dieser Idee gestoßen sind, war, dass die neuronalen Netze außer Sicherheit ebenfalls einen neuen Angriffspunkt durch Hacker bieten. Um dem entgegenzuwirken, haben wir mit verschiedenen Firmen kooperiert, um ein großes und starkes Netz zu schaffen.
Die Da Solo Reihe, deren Name im Italienischen so viel bedeutet wie „selbständig“, besteht aus zwei autonom fahrenden Modellen, dem Da Solo und dem Da Solo-alpha.
Sicurezza Da Solo
Das Fahrzeugmodell Da Solo ist ein autonom fahrendes Elektrofahrzeug mit vier Sitzen. Der Da Solo bringt mit einem 75kW/h Lithiumionenakku eine Leistung von etwa 161kW oder 220PS auf. Das Fahrzeug hat einen Heckantrieb und der Startpreis liegt bei diesem Modell bei 49700€.
Sicurezza Da Solo-alpha
Das Fahrzeugmodell Da Solo-alpha ist ein autonom Fahrendes Hybridfahrzeug. Der Da Solo-alpha bringt eine Gesamtleistung von 220PS auf, bestehend aus einem 70PS Elektromotor und einem 150PS Diesel Verbrennungsmotor. Der Elektromotor läuft mit einem 20kW/h Lithiumionenakku. Das Fahrzeug hat einen Heckantrieb und der Startpreis liebt bei diesem Modell bei 67900€.
Das Herzstück des autonomen Fahrens ist die KI, daher haben wir die meiste Zeit und Arbeit in die Entwicklungsideen investiert. Die meisten Unfälle geschehen aufgrund von menschlichem Versagen. In Deutschland gab es 2016 über 2 Millionen Unfälle und 3200 Todesfälle. Eine Studie von Pricewaterhouse Coopers (Quelle 2) hat die Sicherheit durch Automatisierungsfunktionen international analysiert und kam zu dem Ergebnis, dass Fahrassistenzsysteme Unfälle vermindern, was besonders in urbanen Gegenden gilt. Anhand der Studie „Autonomes Fahren: Aktueller Stand, Potentiale und Auswirkungsanalyse“ (Quelle 6) von Dr. Klaus Esser und Dr. Judith Kurte haben wir die großen Vorteile einer KI erkannt. Laut dieser Studie ist es wahrscheinlich, dass eine hohe Automatisierung gefährliche Situationen auf Straßen um ungefähr 34% bis 59% verringern kann. Der Studie lässt sich ebenfalls entnehmen, dass im LKW-Verkehr durch Automatisierung bis zum Jahr 2040 gefährliche Situationen um ca. 90% verringert werden können. Personenschäden könnten um ca. 10% reduziert werden und Todesfälle um ca. 9%. Jedoch erkannten wir ebenfalls, dass durch die Implementierung vom autonomen Fahrzeugen zahlreiche ethische Fragen und Konflikte aufkommen, welche ebenfalls in Erwägung gezogen werden müssen, wie etwa inwiefern eine KI entscheiden sollte, welche Personen, Tiere oder Gegenstände geschädigt werden. Wir arbeiteten mit der Studie der wissenschaftlichen Fachzeitschrift „Nature“, „The Moral Machine Experiment” von Edmond Awad, Sohan Dsouza, Richard Kim, Jonathan Schulz, Joseph Henrich, Azim Shariff, Jean-François Bonnefon und Ilyad Rahwan, um zu sehen, wie die Präferenzen der Entscheidungen einer KI international verteilt sind. Im europäischen Raum schienen die Präferenzen gleichmäßiger verteilt zu sein als in anderen Gebieten. Daraus konnten wir erkennen, dass eher Menschen als Tiere gerettet werden, eher jüngere als ältere Menschen, jedoch scheint Priorität zu haben, dass am besten überhaupt nicht eingegriffen wird. Nach langer Debatte haben auch wir uns dafür entschieden, dass bei der Programmierung der Unfall-Software nicht aktiv über Menschenleben entschieden werden soll, da wir ein Aufrechnen bzw. Unterscheiden von Menschenleben grundsätzlich für moralisch verwerflich halten und dies zudem gegen das Grundgesetz Art. 1, außerdem auch in Bezug auf die Freiheit gegen Art. 2 und in Bezug auf die Gleichheit des Menschen gegen Art. 3 verstoßen würde. Somit haben wir für uns auch den utilitaristischen Ansatz verworfen, welcher nach dem größten Glück der größten Zahl urteilt und das Wohl des Einzelnen dem Wohl Vieler unterordnet – ein Prinzip, was u. a. auch von einer Filmfigur aus den 60ern („Mr. Spock“) in einer damals wohl recht bekannten SciFi-Serie (Star-Trek ?) vertreten wurde, die offensichtlich auf unseren Ethik-Lehrer in seiner frühen Jugend enormen Eindruck gemacht hat – wie immer wieder festzustellen ist.
Logisch erschien uns hingegen, Kants kategorischen Imperativ Teil 2 als Argumentationsgrundlage zu berücksichtigen: „Handle so, dass du die Menschheit sowohl in deiner Person, als in der Person eines jeden anderen jederzeit zugleich als Zweck, niemals bloß als Mittel brauchst.“ (Hat auch Eindruck gemacht…) Abgeleitet hiervon ist der übergeordnete Wert Menschenwürde in unserer Debatte für uns der wesentliche Orientierungspunkt geworden.
Die folgenden Überlegungen waren Anlass für unsere Debatte bzw. auch für die „Planung“ unseres Autos.
Kollisionen
Bei Kollisionen jeglicher Art wird der Anhalteweg aus Reaktions- und Bremsweg ausgerechnet. Die darauf einwirkenden Umwelteinflüsse werden durch die unterschiedlichen Sensoren aufgenommen und als Daten mit in die Berechnung eingespeist. Wenn eine Bremsung sicher eingeleitet werden kann, geschieht das durch eine Motorbremse, muss jedoch eine Notbremsung eingeleitet werden, passiert dies durch eine Notbremse. Ist eine Kollision nicht zu vermeiden, so wird ein Alarm abgegeben, um Fußgänger zu warnen und durch eine Kurvenbewegung wird die Aufprallfläche so weit wie möglich vergrößert und Außenairbags, die über die Ultraschallkameras funktionieren, werden aktiviert. Nach einer Kollision werden Warnmeldungen über den Unfall an nahe Fahrzeuge geschickt.
1.) Kollisionen mit Objekten
Die Geschwindigkeit wird begrenzt. Dies geschieht je nach Situation durch eine Motorbremse oder eine Notbremse. Ein lauter Alarm wird abgegeben, um Personen in der Nähe und andere Fahrer zu warnen. Falls es möglich ist, wird das Objekt umgefahren, falls jedoch eine Kollision, nicht aufzuhalten ist, wird durch ein Kurvenmanöver die Aufprallfläche vergrößert und die Außenairbags werden aktiviert.
2.) Kollisionen mit Tieren
Durch die Infrarotkameras und die 2K-Kameras lassen sich Tiere erkennen und von Menschen unterscheiden. Besteht die Möglichkeit, mit einem Tier zu kollidieren, wird ein Alarmsystem aktiviert, welches ein hoch frequentes Alarmsignal abgibt, um Tiere zu warnen. Befindet sich hinter dem Fahrzeug kein anderes oder ist die Geschwindigkeit beider Fahrzeuge gering genug, wird eine langsame Motorbremsung eingeleitet. Wenn das Alarmsystem keine Wirkung zeigt und kein langsames Abbremsen möglich ist, fährt das Fahrzeug bei kleinen Tieren ungebremst weiter und riskiert einen Aufprall, um den Verkehr zu schützen. Besitzt das Tier eine solche Größe, dass ein Aufprall den Passagieren oder dem Fahrer Schaden zufügen könnte, wird eine Notbremsung eingeleitet, die Aufprallfläche wird durch ein Kurvenmanöver vergrößert und die Außenairbags werden aktiviert.
3.) Kollisionen mit Tieren oder Objekten
Ist eine Notbremsung nicht möglich und das Fahrzeug kann die Entscheidung treffen, entweder mit dem leblosen Hindernis oder einem Tier zu kollidieren, entschleunigt das Fahrzeug so weit wie möglich und riskiert einen Aufprall mit kleineren Tieren. Bei größeren Tieren, welche Personenschäden hervorrufen könnten, vergrößert das Fahrzeug durch ein Kurvenmanöver die Aufprallfläche und die Außenairbags werden aktiviert.
4.) Kollisionen mit Menschen
Steht eine potentielle Kollision mit einen Menschen bevor, wird eine Notbremsung eingeleitet, alle Alarmsysteme werden aktiviert, um beteiligte Personen zu warnen. Ist es möglich, sicher um die Person zu fahren, wird dies eingegangen, besteht diese Möglichkeit jedoch nicht, wird das Fahrzeug so weit wie möglich entschleunigt, vergrößert durch ein Kurvenmanöver die Aufprallfläche und aktiviert die Außenairbags.
5.) Kollision mit Menschen oder leblosen Objekten
Steht eine potentielle Kollision bevor, bei der eine Notbremsung nicht möglich ist und das Fahrzeug entscheiden muss, ob es mit einem unbelebtes Objekt oder einem Menschen kollidiert, gibt es mehrere Möglichkeiten. Besteht beim Aufprall mit dem Objekt keinerlei Gefahr, kollidiert das Fahrzeug mit dem Objekt. Besteht jedoch bei einer Kollision mit dem Objekt eine Möglichkeit für Personenschäden des Fahrers oder der Passagiere, wird das Objekt umfahren und die Aufprallfläche vergrößert. Dazu aktivieren sich noch die Außenairbags. Dieses Eingreifen dient dem Schutz des Fahrers und der Vermeidung größeren Schäden. Die KI entscheidet dabei jedoch nicht über die involvierte Person, die eventuell geschädigt werden könnte.
6.) Kollision mit Menschen oder Tieren
Steht eine potentielle Kollision bevor, bei der eine Notbremsung nicht möglich ist und das Fahrzeug entscheiden muss, ob es eine Kollision mit einem Menschen oder einem Tier eingeht, entscheidet sich die KI für das Tier. Bei kleineren Tieren wird ein Alarm abgegeben und das Fahrzeug entschleunigt, falls möglich. Bei größeren Tieren wird das Fahrzeug so weit wie möglich entschleunigt und riskiert mit erhöhter Aufprallfläche eine Kollision mit dem Tier. Entsteht bei einer Kollision mit einem Tier jedoch ebenfalls großer Personenschaden für Fußgänger wird keine Entscheidung zwischen Mensch und Tier getroffen
7.) Kollisionen mit unterschiedlichen Menschen oder Menschengruppen
Steht eine potentielle Kollision bevor, bei der eine Notbremsung nicht möglich ist und das Fahrzeug bei einer Kollision lediglich zwischen unterschiedlichen Menschen oder Menschengruppen entscheiden kann, wird keine Entscheidung getroffen. Da es keine Art und Weise gibt, objektiv über Menschenleben zu bestimmen, dies auch moralisch verwerflich ist und laut Grundgesetz Art.1, Art.2 und Art3. ein solcher Eingriff rechtswidrig wäre, haben wir uns dagegen entschieden, eine solche Entscheidungsmöglichkeit in unsere KI mit einzuprogrammieren. Auch ein Nicht-Handeln, was eine Option sein könnte, da es Verantwortlichkeit vermeiden bzw. verringern ließe (s. o.), stellt aber letztlich keine befriedigende Lösung der Situation im Sinne möglicher Unfallopfer dar.
Unser Fahrzeug soll also möglichst entschleunigen und durch ein Kurvenmanöver die Aufprallfläche vergrößern, so dass die aktivierten Außenairbags ihre maximale Schutzwirkung entfalten können.
Quellen:
http://www.spiegel.de/wissenschaft/technik/unfaelle-mit-selbstfahrenden- autos-wer-soll-leben-wer-soll-sterben-a-1234901.html
https://www.nature.com/articles/s41586-018-0637-6
https://www.adac.de/rund-ums-fahrzeug/autonomes-fahren/recht/ethische- fragen/
https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-662-45854-9_5
https://hackernoon.com/protecting-autonomous-vehicles-with-blockchain- f82d9a956b17
Esser, Klaus; Kurte, Judith :Autonomes Fahren Aktueller Stand, Potentiale und Auswirkungsanalyse Studie für den Deutschen Industrie-und Handelskammertag e.V., Köln, April 2018
Maurer, Markus; Gerdes, J. Christian; Lenz, Barbara; Winner, Hermann: Autonomous Driving Technical, Legal and Social Aspects, Landenburg 2015
