Mensch und automatisches Fahrzeug eine neue Beziehung? Prof. Dr. Mark Vollrath

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1 Mensch und automatisches Fahrzeug eine neue Beziehung? Prof. Dr. Mark Vollrath

2 Was ist überhaupt automatisches Fahren? Vision 1956 Quelle: VDA 21. November 2018 Prof. Dr. Mark Vollrath Mensch und Automation Seite 2

3 Die technische Sicht 21. November 2018 Prof. Dr. Mark Vollrath Mensch und Automation Seite 3

4 Denken Menschen in Stufen? Quelle: Wikipedia Ingenieurpsychologisch: Unterschiedliche Arbeitsteilung Mensch Maschine Zentrale Fragen dabei: Weiß jeder, was er gerade zu tun hat? Kann jeder das, was er tun muss? Macht das Spaß? 21. November 2018 Prof. Dr. Mark Vollrath Mensch und Automation Seite 4

5 Assistiertes Fahren ACC Adaptive Cruise Control Geschwindigkeit und Abstand Aufgabe des Fahrers: Selbst Lenken Auf das System aufpassen: Wie schnell fährt es? Bei Geschwindigkeitsbegrenzung Geschwindigkeit anpassen Erkennt es wirklich alle Vorderfahrzeuge? Beispiel enge Kurve, Autobahnausfahrt Aufgabe des Systems: Geschwindigkeit halten Abstände anpassen Warnen, wenn Systemgrenzen auftauchen 21. November 2018 Prof. Dr. Mark Vollrath Mensch und Automation Seite 5 Quelle: Mercedes Benz

6 Wie gut passt der Fahrer auf? Vollrath, Schleicher & Gelau (2011) [Sekunden] Reaktionszeit Wann reagiert bei Schild/Nebel der Fahrer? Ohne Temp. ACC Quelle: DLR LS Kurve K7070 km/h LS Kurve K80 80 km/h LS Nebel Nebel 21. November 2018 Prof. Dr. Mark Vollrath Mensch und Automation Seite 6

7 Und wenn es kritisch wird? Muhrer & Vollrath (2011): Plötzlich bremsendes Führungsfahrzeug Anteil Unfälle [%] Manuell ACC Stop-and-Go 21. November 2018 Prof. Dr. Mark Vollrath Mensch und Automation Seite 7

8 Was macht der Fahrer dann? Vollrath & Totzke (2003) Dauer für Bearbeitung Nebenaufgabe Ohne ACC Mit ACC Dauer [Sekunden] 21. November 2018 Prof. Dr. Mark Vollrath Mensch und Automation Seite 8

9 Fazit Stufe 1 Assistiertes Fahren Arbeitsteilung: Mensch gibt Teile des Fahrens ab Die Folge: Es dauert länger zu merken, bis man als Fahrer dran ist Man tut etwas anderes Langeweile Die technische Konsequenz: ACC wird gekoppelt mit eingreifenden Systemen Bremsassistent greift ein, wenn Fahrer auffährt Spurhalteassistent unterstützt beim Lenken Assistiertes Fahren reicht nicht aus! 21. November 2018 Prof. Dr. Mark Vollrath Mensch und Automation Seite 9

10 Exkurs: Bremsassistent Sicherheitssysteme, die Unfälle verhindern Studie USA (Cicchino, 2017): 5 Mio Unfälle Bremsassistent halbiert das Unfallrisiko 21. November 2018 Prof. Dr. Mark Vollrath Mensch und Automation Seite 10

11 Stufe 2: Teil-automatisiertes Fahren Der Tesla-Unfall 2017 Die Aufgabe des Fahrers: Das System überwachen Merken, das System bremst nicht Selbst bremsen Quelle: Süddeutsche Zeitung 21. November 2018 Prof. Dr. Mark Vollrath Mensch und Automation Seite 11

12 Das neue Fahren mit Teilautomation Die Aufgabe des Fahrers: Beobachte die Teilautomation! Wenn diese etwas falsch macht, greife ein! (Aber eigentlich macht sie praktisch nichts falsch) Was ist dabei zu tun: Zuschauen, wie die Teilautomation fährt Bewerten, ob sich gefährliche Situationen entwickeln Eingreifen, wenn Aktionen der Automation gefährlich sind Fahren mit Teilautomation ist: Wahrnehmen und Verstehen: Also wie Fernsehen Darauf warten, dass endlich etwas passiert: Langweilige, langwierige Serien 21. November 2018 Prof. Dr. Mark Vollrath Mensch und Automation Seite 12

13 Kein Wunder! 21. November 2018 Prof. Dr. Mark Vollrath Mensch und Automation Seite 13

14 Hintergrund: Vigilanz Daueraufmerksamkeit Mackworth (1948) psychological readiness to perceive and respond, a process which, unlike attention, need not necessarily be consciously experienced. (Mackworth, 1948, S. 6) Entdeckte Signale [%] Erste Zweite Dritte Vierte Halbe Stunden 21. November 2018 Prof. Dr. Mark Vollrath Mensch und Automation Seite 14

15 Fazit Stufe 2 Teilautomation Arbeitsteilung: Der Mensch schaut nur noch zu Die Folge: Man merkt viel zu spät, dass man dran ist Man tut etwas anderes Langeweile Die technische Konsequenz: Der Fahrer wird überwacht: Hände am Lenkrad, Augen auf die Straße 21. November 2018 Prof. Dr. Mark Vollrath Mensch und Automation Seite 15

16 Fazit Stufe 2 Teilautomation Arbeitsteilung: Der Mensch schaut nur noch zu Die Folge: Man merkt viel zu spät, dass man dran ist Man tut etwas anderes Langeweile Die technische Konsequenz: Der Fahrer wird überwacht: Hände am Lenkrad, Augen auf die Straße Teilautomation macht keinen Spaß 21. November 2018 Prof. Dr. Mark Vollrath Mensch und Automation Seite 16

17 Fazit Stufe 2 Teilautomation Arbeitsteilung: Der Mensch schaut nur noch zu Die Folge: Man merkt viel zu spät, dass man dran ist Man tut etwas anderes Langeweile Die technische Konsequenz: Der Fahrer wird überwacht: Hände am Lenkrad, Augen auf die Straße Teilautomation macht keinen Spaß wenn man es ernst nimmt 21. November 2018 Prof. Dr. Mark Vollrath Mensch und Automation Seite 17

18 Das hochautomatisierte Fahren Gefahren werden, bis etwas passiert (GDV; Vogelpohl et al. 2018) 21. November 2018 Prof. Dr. Mark Vollrath Mensch und Automation Seite 18

19 Hochautomation hoher Nutzen? Die Aufgabe des Fahrers: Wach bleiben prinzipiell bereit sein, zu übernehmen Alles tun, was im Auto Spaß macht Die Aufgabe des Fahrzeugs: Sicher fahren Rechtzeitig merken, dass das gleich nicht mehr geht An den Fahrer übergeben Den Fahrer danach weiter unterstützen Funktioniert das? Wenn man genügend Zeit hat! 21. November 2018 Prof. Dr. Mark Vollrath Mensch und Automation Seite 19

20 Zeit für die Übernahme Studie für den GDV (Vogelpohl et al. 2018) 21. November 2018 Prof. Dr. Mark Vollrath Mensch und Automation Seite 20

21 Wie ist das für andere, menschliche Fahrer? Begegnung mit Hochautomation Aktuelle Studie für den GDV: Studien im Fahrsimulator Hochautomation ist regeltreu: Immer genau die Geschwindigkeit halten Hochautomation ist defensiv: Große Zeitlücken, sich vollständig absichern 21. November 2018 Prof. Dr. Mark Vollrath Mensch und Automation Seite 21

22 Fazit Stufe 3 Hochautomation Arbeitsteilung: Das Fahrzeug fährt, der Mensch ist frei Oder der Fahrer fährt, das Fahrzeug passt auf Vorteile für den Fahrer: Die Individualität des Pkw, der Komfort der Bahn Aber: Funktioniert in absehbarer Zeit nur auf der Autobahn Auch dort nur unter idealen Bedingungen 21. November 2018 Prof. Dr. Mark Vollrath Mensch und Automation Seite 22

23 Fazit Stufe 3 Hochautomation Arbeitsteilung: Das Fahrzeug fährt, der Mensch ist frei Oder der Fahrer fährt, das Fahrzeug passt auf Vorteile für den Fahrer: Die Individualität des Pkw, der Komfort der Bahn Aber: Funktioniert in absehbarer Zeit nur auf der Autobahn Auch dort nur unter idealen Bedingungen Hochautomation ist ein Service für Pendler, Berufsfahrer 21. November 2018 Prof. Dr. Mark Vollrath Mensch und Automation Seite 23

24 Sicherheit durch Stufe 4 + 5? Bei Unfällen: Mehr als 90% Fehler des Fahrers Automation: Schläft nicht Nimmt keine Drogen Trinkt kein Alkohol Tippt nicht auf dem Handy Wird dann alles sicher, wenn nur noch die Automation fährt? 21. November 2018 Prof. Dr. Mark Vollrath Mensch und Automation Seite 24

25 Wie lange könnte das dauern? Wenn x% der neu zugelassenen Pkw automatisch fahren 100 Anteil Pkw [%] % 50% 10% November 2018 Prof. Dr. Mark Vollrath Mensch und Automation Seite 25

26 Das Sicherheitslevel des Menschen Statistisches Bundesamt (2015) 2.4 Millionen Unfälle, davon mit Personenschaden Unfälle mit Personenschaden: Innerorts Landstraße Autobahn Fahrleistung: 735 Milliarden km, Autobahn 235 Mill. Km Sicherheitslevel des Menschen: 1 Unfall auf km 1 Unfall mit Personenschaden auf 2.5 Millionen km 1 Unfall mit Personen auf der Autobahn auf 12 Millionen km 21. November 2018 Prof. Dr. Mark Vollrath Mensch und Automation Seite 26

27 Das Sicherheitslevel des Menschen Statistisches Bundesamt (2015) 2.4 Millionen Unfälle, davon mit Personenschaden Unfälle mit Personenschaden: Innerorts Landstraße Autobahn Fahrleistung: 735 Milliarden km, Autobahn 235 Mill. Km Sicherheitslevel des Menschen: 1 Unfall auf km 1 Unfall mit Personenschaden auf 2.5 Millionen km 1 Unfall mit Personen auf der Autobahn auf 12 Millionen km Das muss die Automation erst mal schaffen! 21. November 2018 Prof. Dr. Mark Vollrath Mensch und Automation Seite 27

28 Fazit Stufe 4+5 Automation Der Mensch muss nicht mehr fahren Hohe Sicherheit, hoher Komfort Aber: Dauert sehr lange bis es sich durchgesetzt hat Keine zu hohen Erwartungen Wie funktioniert der Übergang? Mischverkehr! 21. November 2018 Prof. Dr. Mark Vollrath Mensch und Automation Seite 28

29 Fazit Stufe 4+5 Automation Der Mensch muss nicht mehr fahren Hohe Sicherheit, hoher Komfort Aber: Dauert sehr lange Keine zu hohen Erwartungen Wie funktioniert der Übergang? Automation muss mit menschlichen Verkehrsteilnehmern zurecht kommen 21. November 2018 Prof. Dr. Mark Vollrath Mensch und Automation Seite 29

30 Fazit Stufe 4+5 Automation Der Mensch muss nicht mehr fahren Hohe Sicherheit, hoher Komfort Aber: Dauert sehr lange Keine zu hohen Erwartungen Wie funktioniert der Übergang? Automation muss mit menschlichen Verkehrsteilnehmern zurecht kommen Und die Menschen mit den automatischen Fahrzeugen! 21. November 2018 Prof. Dr. Mark Vollrath Mensch und Automation Seite 30

31 Mensch und Automation die neue Beziehung? 21. November 2018 Prof. Dr. Mark Vollrath Mensch und Automation Seite 31

32 Mensch und Automation eine neue Beziehung? Automation hat ein enormes Potenzial, aber schafft auch neue Gefahren Realistische Sichtweise der Möglichkeiten Grenzen und neue Gefahren beachten Realistische Visionen: Mehr Sicherheit durch Sicherheitssysteme Warnung und automatischer Eingriff in kritischen Situationen (Individueller Komfort auf der Autobahn - Hochautomation) Vollautomation in begrenzten Anwendungsfällen Individueller, elektrischer, automatischer ÖPNV / Güterverkehr in Städten 21. November 2018 Prof. Dr. Mark Vollrath Mensch und Automation Seite 32

33 Mensch und automatisches Fahrzeug eine neue Beziehung! Prof. Dr. Mark Vollrath