Autonomes Fahren umschreibt im weitesten Sinne die Fähigkeit von Fahrzeugen, Interaktionen wie Beschleunigung, Richtungswechsel, Bremsen und Verkehrsüberwachung eigenständig und ohne aktives Eingreifen des Fahrers zu vollziehen. Die größte Herausforderung liegt dabei in der permanenten Aufrechterhaltung der Verkehrssicherheit. Gleichzeitig gilt autonomes Fahren als Pfeiler der Mobilitätswende hin zu einem sauberen, vernetzten und digitalisierten Straßenverkehr.
Autonomes Fahren - aktueller Entwicklungsstand
Fünf Autonomielevel unterteilen Fahrzeuge danach, wie viele Prozesse automatisiert ablaufen. Längst etabliert sind die Level 0 bis 2, bei denen der Fahrer zwar von diversen Assistenzsystemen unterstützt wird, die Steuerung aber weiterhin selbst übernimmt. Spurwechselassistenten, Abstandssensoren und automatische Bremssysteme tragen bereits im heutigen Straßenverkehr zu einem erhöhten Autonomieanteil bei. Vollständig autonomes, fahrerloses Fahren, ist technisch bereits heute möglich - wenngleich noch nicht im Alltag verbreitet.
Auf Teststrecken werden Fahrzeuge mit dem Autonomielevel 5 bereits erfolgreich eingesetzt. Bis diese am normalen Verkehr teilnehmen dürfen, wird es jedoch noch dauern. Prognosen rechnen nicht vor 2040 damit. Gleichwohl lässt Deutschland ab 2022 als erstes Land weltweit autonom fahrende Autos des 4. Levels für den öffentlichen Straßenverkehr zu, wenn auch nur auf festgelegten Strecken. Bestimmte Fahrten, wie auf der Autobahn, werden vollständig autonom durchgeführt, sodass der Fahrer zum Passagier wird.
Welche Chancen ergeben sich durch das autonome Fahren?
Obgleich autonomes Fahren gerade vor dem Hintergrund der Verkehrssicherheit kontrovers diskutiert wird, bietet sich die Chance, Unfälle zu reduzieren. Statistisch gesehen beruhen die meisten Unglücke im Straßenverkehr auf menschlichen Fehlern. Übernimmt die Technik, werden diese Verkehrsunfälle vermieden. Zudem wird der Verkehrsfluss optimiert, was zu weniger Staus, einem sicheren Innenstadtverkehr und einem geringen Treibstoff-/ Energieverbrauch führen dürfte. Auch der Luftqualität ist dies zuträglich, zumal selbstfahrende Autos vermehrt auf alternative Antriebe setzen.
Zudem steigt die Effizienz des Straßenverkehrs, da zwar immer mehr Fahrzeuge auf den Straßen unterwegs sind, diese die Staus aber gezielt umfahren. Dadurch dass die Fahrzeuge der Zukunft vernetzt sind, fällt auch die Parkplatzsuche weniger aufwändig aus. Die Autos registrieren freie Kapazitäten und steuern diese gezielt an. Auch für den Fahrer eröffnen sich dadurch Chancen: Lange Autofahrten, die früher der stundenlangen Aufmerksamkeit bedurften, können nun für Arbeiten, Telefonate oder Entspannung genutzt werden.
Vor welchen Herausforderungen stehen Unternehmen bei der fortlaufenden Entwicklung des autonomen Fahrens?
Die erste Herausforderung ist die Bereitstellung von genügend Fachkräften aus den Bereichen IT, Maschinenbau und Elektrotechnik, die gemeinsam die Entwicklung autonomen Fahrens vorantreiben. Hier muss es Unternehmen gelingen, in Zeiten von Fachkräftemangel und gleichzeitig erhöhtem Bedarf alternativer Fahrzeugtechniken genug Mitarbeiter zu rekrutieren.
Von technischer Seite her müssen die Assistenzsysteme (Bildverarbeitung, Sensorik, Geschwindigkeitsregelung etc.) eine derart hohe Rechenleistung generieren, dass die unzählige Fülle an Informationen (Strecke, Verkehrszeichen, Verkehrsteilnehmer, Schlaglöcher, usw.) so schnell verarbeitet und in die entsprechenden Interaktionen übersetzt wird, dass eine sichere Teilnahme am Straßenverkehr möglich ist. Gleichzeitig wird von Entwicklern erwartet, dass sie den Energieverbrauch von Fahrzeugen absenken.
Insbesondere für Autos mit Autonomielevel 3 bis 5 muss die Datenverarbeitung absolut zeitsynchron ablaufen. Um dies zu erreichen, setzen entwickelnde Unternehmen auf Machine Learning. Dies nicht zuletzt auch, um das Auto auf alle denkbaren Szenarien des Straßenverkehrs wie technische Pannen, Unfälle, Wildwechsel oder Treibstoff-/ Strommangel adäquat vorzubereiten.
Eine weitere Herausforderung für entwickelnde Unternehmen besteht in der Kommunikation der neuen Technologie. Werden die derzeitigen Assistenzsysteme noch als wertvolle Hilfe dankend angenommen, löst der Gedanke an ein vollständig selbstfahrendes Auto bei vielen Menschen Sicherheitsbedenken aus. Marketing und Vertrieb müssen daher so angepasst werden, dass diese Ängste leicht verständlich, aber trotzdem fundiert, entkräftet werden.
Welche Berufsgruppen sind an der Entwicklung des autonomen Fahrens beteiligt?
An der Entwicklung des autonomen Fahrens sind zahlreiche Berufsgruppen beteiligt, darunter lange etablierte Fachgebiete wie der Maschinenbau und die Elektrotechnik. Hinzu kommen Fachkräfte aus Informatik, Sensortechnik, Robotertechnik und Machine Learning. Aufgrund des großen Zukunftspotenzials dieser Technologie kristallisieren sich zunehmend Spezialberufe heraus, die ausschließlich auf die Entwicklung autonomer Mobilität fokussiert sind. Relativ neu etabliert ist etwa der Entwicklungsingenieur für autonomes Fahren.
Welche Aufgaben hat ein Entwicklungsingenieur für autonomes Fahren?
Zentrale Aufgabe dieser Berufsgruppe ist die Erforschung neuer sowie die Weiterentwicklung, Konstruktion und Erprobung bestehender Technologien rund um das autonome Fahren. Ein Entwicklungsingenieur für autonomes Fahren arbeitet an der Schnittstelle zwischen Maschinenbau, Elektrotechnik, Sensorik und Robotik. Die Optimierung von Assistenzsystemen hin zu einem höheren Autonomielevel steht dabei im Zentrum seiner Tätigkeit.
Ebenfalls gilt es, die große Fülle an Sensoren, Kameras und Steuerelementen in die technische Infrastruktur eines verkehrstauglichen Autos zu implementieren, ohne dabei Nachteile für die Sicherheit, den Komfort oder den Energieverbrauch zu generieren. Gerade der letzte Punkt, die Optimierung des Kraftstoff-/ Stromverbrauchs, wird in Zusammenarbeit mit Energieexperten vollzogen. Ziel ist es, den Kunden nicht nur sichere, sondern auch wirtschaftlich attraktive Lösungen zum autonomen Fahren anbieten zu können.
Über welche Kompetenzen sollte ein Entwicklungsingenieur für autonomes Fahren verfügen?
Unbedingte Voraussetzungen ist ein Hochschulabschluss in einer Ingenieurwissenschaft, idealerweise mit Zusatzqualifikation im Bereich Sensortechnik, Robotik oder Machine Learning. Damit einhergehend ist ein technisches Verständnis gefordert, welches weit über dem Durchschnitt liegen sollte. Fundierte Kenntnisse über Fahrzeugtechnik sind ebenso unverzichtbar wie ein sicherer Umgang mit allen gängigen Programmiersprachen.
Konstruktionszeichnungen von Autos müssen verstanden und erstellt werden können, dasselbe gilt für elektrische Schaltkreise und Algorithmen. Sichere Deutsch- und Englischkenntnisse sind wichtig, zudem sollte ein Entwicklungsingenieur für autonomes Fahren über Soft Skills wie Neugier, Kreativität und Stresstoleranz verfügen, verlangt die Entwicklung einer solch komplexen Technologie doch viel Geduld. Bei der Bewerbung gilt: Je mehr praktische Erfahrungen bereits gesammelt wurden, desto besser.
In welchen Branchen und Unternehmen kommt ein Entwicklungsingenieur für autonomes Fahren zum Einsatz?
Entwicklungsingenieure für autonomes Fahren kommen v. a. bei Fahrzeugproduzenten selbst, aber auch bei vielen Zulieferbetrieben zum Einsatz. Dazu gehören Unternehmen der IT-, Elektro- und Computerbranche, die technische Komponenten für das autonome Fahren in Form von Hard- und Software entwickeln und herstellen. Auch in Forschungsinstituten, bei staatlichen Behörden oder an Hochschulen finden Entwicklungsingenieure für autonomes Fahren zukunftsträchtige Jobs.
