DFG SPP Systemergonomie für kooperativ interagierende Fahrzeuge (2. Phase)

  Urheberrecht: © Frank Flemisch  

Systemergonomie für kooperativ interagierende Automobile: Nachvollziehbarkeit des Automationsverhaltens und Eingriffsmöglichkeiten des Menschen im Normalbetrieb, an Systemgrenzen und bei Systemausfall

 

Kurzbeschreibung

Die stetig zunehmende Verfügbarkeit automatisierter Fahrfunktionen, die inzwischen bereits auch Einzug in Kleinwagen gehalten haben, wird die Mobilität unserer Gesellschaft nachhaltig verändern. 85 Prozent der befragten Autofahrenden bezeichnen sich heute schon als aufgeschlossen gegenüber autonomen Fahrfunktionen und erhoffen sich hierdurch u. a. eine erhöhte Sicherheit im Straßenverkehr. Weitaus realistischer als autonome Fahrzeuge sind aktuell jedoch teil- und hochautomatisierte Fahrzeuge, die mit den Fahrerinnen und Fahrern sowie anderen Fahrzeugen kooperieren und nach wie vor ein menschliches Eingreifen in die Fahraufgabe erfordern.

Um die Forschung und Entwicklung solcher Fahrzeuge weiter voranzutreiben, hat ein Konsortium führender Forschungsinstitute zusammen mit dem Lehr- und Forschungsgebiet Systemergonomie am IAW ein Schwerpunktprogramm bei der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) initiiert, welches unter dem Titel „SPP 1835 – Kooperativ interagierende Fahrzeuge“ bewilligt wurde.

Herausforderungen

Eine zentrale Herausforderung bei (teil-)automatisierten Fahrzeugen besteht darin, dass die Kontrolle über die Fahrzeugführung mal bei der Fahrerperson und mal bei der kooperativen Automation liegt. Vor allem die Wechsel zwischen unterschiedlichen Automationsgraden (Transitionen), die auch mit einem Verantwortungswechsel einhergehen, werden im Projekt genauer betrachtet. Dabei werden sowohl Transitionen im Normalbetrieb, als auch (zeit-)kritischere Wechsel an Systemgrenzen oder bei Systemausfällen näher untersucht.

Zielsetzung

In diesem Schwerpunktprogramm wird durch ein interdisziplinäres Forscherteam an mehreren deutschen Universitäten die Kooperation von automatisierten Fahrzeugen mit anderen Fahrzeugen sowie mit dem Menschen ganzheitlich erforscht. Dabei untersucht das IAW in der bereits zweiten angelaufenen Projektphase die Nachvollziehbarkeit des Verhaltens der Automation sowie die Eingriffsmöglichkeiten des Menschen im Normalbetrieb, insbesondere aber auch bei evtl. auftretenden Systemgrenzen oder Systemausfällen. Ziel des beantragten Projekts ist die Erarbeitung wissenschaftlich fundierter Untersuchungen, um herauszufinden, welche Maßnahmen zur Nachvollziehbarkeit des Automationsverhaltens kooperativ interagierender Fahrzeuge und zu Eingriffsmöglichkeiten des Menschen sinnvoll sind, die schließlich zu einem leistungsfähigen, sicheren, gebrauchstauglichen und akzeptierten Gesamtsystem führen.

Vorgehen

Um die Eingriffsmöglichkeiten einschätzen zu können, wird grundsätzlich ein tiefergehendes Verständnis für die Fahrperson, seine Aufmerksamkeit, seine aktuellen Handlungen sowie das Zusammenwirken mit der Automation vorausgesetzt. Die Zielvorgabe lautet daher, zunächst mögliche Wechsel zwischen der Automation und der Fahrperson zu verstehen, diese als Modelle darzustellen und sie darauf aufbauend möglichst sicher zu unterstützen. Im Fahrsimulator wird hierzu untersucht, wie genau Übernahmen im Detail ablaufen und wie eine bestmögliche Unterstützung der Fahrperson gestaltet werden kann. Im Exploroscope werden dabei neue Interaktionskonzepte partizipativ entwickelt, umgesetzt und explorativ erforscht. Eine zentrale Idee zur Unterstützung der Übergaben sind sog. Vertrauenshorizonte (Confidence Horizon), welche kontinuierlich die Übernahmefähigkeit der Fahrperson mit den Fahrfähigkeiten der Automation abgleichen. Hiermit sollen mögliche auftretende Lücken rechtzeitig erkannt und z. B. durch Warnungen und/oder Not-Manöver geschlossen werden, bevor es überhaupt zu Unfällen kommen kann.

 

Ergebnisse

  Urheberrecht: © Frank Flemisch Kontrollverteilung zwischen Mensch und Automation (links) sowie der hieraus abgeleitete Confidence Horizon des Nutzers als Systemgrenze  

Erste Schritte in diese Richtung wurden bereits in der ersten Förderphase in Kooperation mit dem Institut für Kraftfahrzeuge (ika) unternommen. Im Rahmen von Fahrsimulator-Studien wurde das Verhalten von Fahrerinnen und Fahrern während einer automatisierten Fahrt beobachtet und analysiert. Dabei wurden auch die Blickbewegungen aufgezeichnet und anschließend dahingehend überprüft, ob sich die Blicke von Fahrpersonen, die die Fahraufgabe sicher übernahmen, von Blickfolgen im Vorfeld unsicherer Übernahmen unterscheiden. Die Ergebnisse zeigten, dass sich unsichere Übernahmen durch die Blickfolgen der Fahrpersonen tatsächlich bereits im Vorfeld erkennen lassen, was frühzeitige Eingriffe bspw. durch Notbremsassistenten ermöglicht, um auf diese Weise den Schutz der Insassen zu gewährleisten.

Förderung

Das Schwerpunktprogramm „Systemergonomie“ wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert.