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Serienreife für die autonome Mobilität

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Tags: AutonomesFahren, KünstlicheIntelligenz

Stefan Anker, 12. Februar 2019
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Stefan Anker ist seit 30 Jahren Motorjournalist und gewöhnt sich langsam an den Siegeszug der Elektronik.
Auf der diesjährigen CES in Las Vegas standen autonomes Fahren und Ride-Hailing im Mittelpunkt des ZF-Messeauftritts. Torsten Gollewski, Leiter Vorentwicklung bei ZF und Oliver Briemle, Leiter Fahrfunktionsentwicklung sowie zentrale Steuergeräte, erläutern bei diesen Zukunftsthemen die Herausforderungen und den Stand der Technik.

Zusätzlich zu den klassischen OEM hat ZF die Gruppe der Mobilitätsdienstleister im Visier, auch „New Automotive Customers“ genannt. Was steckt dahinter?
Gollewski: Beim autonomen Fahren haben wir mehrere Marktsegmente. Da ist der bekannte Pkw-Bereich, dazu Truck and Transport. Dann gibt es das, was wir zusammen mit dem Aachener Unternehmen e.Go Moove GmbH abdecken: People Mover und Cargo Mover. Dort setzen wir auf die gleiche Technologieplattform. Von den hier eingesetzten ZF-ProAI-Steuergeräten werden also auch unsere Pkw-Kunden profitieren.

Bis zum Jahr 2024 soll es weltweit 1,5 Millionen dieser sogenannten Purpose-built Vehicles geben. Ist diese Zahl nicht sehr optimistisch?
Gollewski: Erhebungen ergaben, dass dieser Markt stark wächst und neuartige Fahrzeuge benötigt. Studienautoren und auch wir sehen für solche neuen Mobilitätskonzepte besonders in der Stadt einen sehr hohen Bedarf. Dies gilt auch für Truck and Transport, wo es zunehmend an Fahrern mangelt. Das sind nur zwei Anwendungsfälle, die das autonome Fahren vorantreiben.

Wie realistisch ist das Entstehen von autonomen innerstädtischen Fahrdiensten in naher Zukunft?
Gollewski: Das sogenannte Ride-Hailing, also das Herbeirufen einer Mitfahrgelegenheit in einem autonomen Fahrzeug, ist nur ein Anwendungsfall. Bis das flächendeckend möglich ist, wird es noch einige Zeit dauern. Wir werden autonome Fahrzeuge zunächst in speziell definierten Umfeldern sehen. Daher auch unsere neue Partnerschaft mit dem französischen Mobilitätsdienstleister Transdev. Transdev hat bislang bereits zwei Millionen Passagiere in autonomen Fahrzeugen befördert. In Rotterdam etwa verbindet ein autonomer Shuttle schon seit 15 Jahren ein Wohngebiet mit einer S-Bahnstation. Dies geschieht zwar im abgesperrten Bereich, jedoch ohne Sicherheitsfahrer.
Torsten Gollewski leitet die Vorentwicklung bei ZF.

Einen Supercomputer für den Einsatz in autonomen Fahrzeugen zu entwickeln ist sicherlich nicht einfach. Was waren die größten Herausforderungen bei der Entwicklung der ZF ProAI?
Briemle: Die für unsere Zwecke benötigten hohen Rechenleistungen in kürzester Zeit zu entwickeln und zu validieren, ist eine Herkulesaufgabe. Unsere aktuellen Modelle der ZF ProAI bieten mehr Rechenkapazität als alle Steuergeräte eines herkömmlichen Pkw zusammen.
Gollewski: Ja, diese Superrechner sind in jeglicher Hinsicht eine ganz andere Klasse. Wir reden hier von Steuergeräten, die zum Teil wassergekühlt sind, weil die Rechenleistung sehr groß ist – und damit auch die Abwärme. Das Thermo-Management im Auto ist also eine weitere Herausforderung.

Bei der Entwicklung des neuen Topmodells ZF ProAI RoboThink haben Sie mit NVIDIA kooperiert. Wie tief sind die Einblicke, die beide Partner in die Karten des jeweils anderen haben?
Briemle: Die Zusammenarbeit zwischen uns ist schon sehr eng. Wir gehen nicht bis ins letzte Detail, aber beide Seiten sind sehr offen. Hier ein Beispiel: NVIDIA hat eine Kamera-Anwendung entwickelt. Für den Automotive-Einsatz existieren momentan jedoch zwei unterschiedliche Kamerastandards. Um auch diesen unterstützen zu können, haben wir die zweite Anwendung entwickelt und sie NVIDIA dann zur Verfügung gestellt.
Gollewski: Einer der Vorteile unserer ZF-ProAI-Plattform ist der offene, modulare, skalierbare und damit sehr flexible Ansatz: Kunden können auf unsere Lösungen zurückgreifen, haben aber auch die Freiheit, Software an ihre Bedürfnisse anzupassen oder auch Chipsätze verschiedener Hersteller zu verwenden.
Oliver Briemle, Head of L4 Feature Development, Domain Control and V2X.

Wie funktionieren Updates bei der ZF ProAI, wenn sie erstmal im Fahrzeug im Einsatz ist?
Briemle: Updates erfolgen in der Regel „over the air“, also drahtlos via WLAN oder Bluetooth. Wollen wir größere, komplexere Themen updaten, nutzen wir einen Netzwerkanschluss.

Ein Smartphone nutzt beim Verkaufsstart erst 15 Prozent seiner Fähigkeiten. Mit jedem Update wird es immer besser. Das Produkt reift also beim Kunden. Wie ist das beim zentralen Rechner ZF ProAI?
Gollewski: Was wir herausgeben, muss natürlich von Anfang an allen Sicherheitsanforderungen entsprechen. Wir nutzen jedoch natürlich die Vorteile künstlicher Intelligenz: lernen durch Erfahrung, wie Menschen es auch tun. Die im Back-End des Systems gesammelten Erfahrungen, Szenarien und Daten gelangen – in Form von validierten Updates – wieder in das Steuergerät und verbessern so dessen Funktionalität.

Warum gibt es nicht nur eine ZF ProAI, sondern eine Familie dieses Supercomputers?
Gollewski: Je nach Einsatzzweck und der damit einhergehenden Komplexität der geforderten Aufgaben an das Fahrzeug muss ja ggf. gar nicht immer das rechenstärkste High-End-Modell eingebaut werden. Deshalb bieten wir derzeit vier verschiedene Modelle an: Vom Einsteigermodell ZF ProAI Gen1, das darauf ausgelegt ist, alle NCAP-2022-Standards zu erfüllen, bis hin zur ZF ProAI RoboThink. Letzgenannte ist bestens für den Einsatz in autonomen Szenarien gewappnet, also ab Level 4 und höher.
Im Video: Oliver Briemle über die ZF ProAI, den leistungsstärksten KI-fähigen Zentralrechner im Automotive-Umfeld.

Und wie leistungsfähig ist solch ein Computer?
Briemle: Die ZF ProAI RoboThink hat eine Leistung von bis zu 150 Tera-OPS. Das sind 150 Billionen Rechenschritte pro Sekunde. Aufgrund der Skalierbarkeit können bis zu vier Boards miteinander kombiniert werden, was also 600 Billionen Rechenschritten entspricht. Dies ist eine beachtliche Leistung, die aber auch nötig ist, wenn wir die Signale von bis zu 30 Sensoren – darunter Radar, Lidar und Kameras – in hoher Auflösung verarbeiten und in Echtzeit die nötigen Befehle an die Fahrzeugsteuerung ableiten.

Wann wird all das Alltag sein, was Sie entwickelt haben?
Gollewski: Bei den Pkw-Kunden hängt es davon ab, was ein Hersteller wann anbieten möchte. Beim People Moving kommt das autonome Fahren früher; es fließt in den nächsten Jahren sukzessive in den Markt ein. Autonomes Fahren wird dann in einigen Städten alltäglich sein.

Die Technik beim autonomen Fahren ist bereits sehr weit, was in Europa fehlt, ist der rechtliche Rahmen für dessen Einsatz. Wie gehen Sie damit um?
Gollewski: In den USA oder China sind Dinge möglich, die in Europa nicht möglich sind. Eben, weil dort die Gesetzgebung andere Voraussetzungen schafft. Dahin müssen wir auch in Europa kommen, damit wir im internationalen Wettbewerb nicht benachteiligt sind. Wir sollten europäisches Können auch in Europa zeigen dürfen. Dazu müssen Politiker die Grundlagen schaffen – jetzt, und nicht erst in drei oder fünf Jahren.

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