Wie risikoreich sind autonome Systeme im Automobilsektor?

Neue Forschungsgruppe STARS am Fraunhofer ISST.

Digitization in Automotive Industries

Wie risikoreich sind autonome Systeme im Automobilsektor?

Überblick

Ein Megatrend für die erste Hälfte des 21. Jahrhunderts sind autonome Robotersysteme. Schon heute arbeiten sie als Teil der alltäglichen Arbeitsabläufe in Lagerhallen und Produktionsstätten innerhalb kontrollierter Umgebungen – allerdings getrennt von Menschen.

Zukünftige autonome Robotersysteme werden in der realen, physikalischen Welt mit und neben Menschen arbeiten. Dies gilt besonders auch für den Bereich der Elektromobilität: Autonome Fahrzeugsysteme, wie Fahrerassistenzsysteme oder vollständig autonome Fahrzeuge, müssen mit zunehmender Automatisierung immer eigenständiger im alltäglichen Verkehr neben anderen Verkehrsteilnehmern und Menschen operieren. Dabei werden diese Systeme nicht mehr permanent von Menschen überwacht werden.

Autonome Fahrzeuge werden die Automotive-Industrie grundlegend verändern: Güter werden von autonomen Logistiksystemen zu jedem Zeitpunkt rechtzeitig an jeden Ort der Welt geliefert, und für kranke und alte Menschen werden Roboter zu stetigen Helfern und Begleitern.

Während in der Vergangenheit die funktionale Sicherheit und Kontrollierbarkeit durch den Menschen im Vordergrund stand, wird es für Software in autonomen Robotersystemen wichtig sein zu zeigen, dass sich die Software in allen möglichen Situationen wie erwartet verhält.  Als Konsequenz müssen Sicherheitsargumentationen für autonome Robotersysteme eine höhere Qualität aufweisen als für bisherige, überwachte Systeme.

Auch wenn es nie möglich sein wird, autonome Robotersysteme und deren Betrieb in gemischten Umgebungen vollständig zu analysieren und zu testen, müssen dennoch die Einschränkungen und die benötigten Sicherheitsvorkehrungen solcher Systeme bestimmt werden. Bisherige Methoden zur Absicherung sowohl von Software-, als auch von mechanisch-elektrischen Systemen sind nicht ohne Weiteres anwendbar für diese Art von autonomen Robotersystemen. Es ist z. B. ökonomisch nicht praktikabel, autonome Robotersystem tausende Stunden zu testen und zu evaluieren, um deren Sicherheit vor der Produktveröffentlichung sicher zu stellen. Dieses Dilemma wird auch als »Freigabefalle« bezeichnet.

Eine wesentliche Herausforderung für die Entwicklung solcher autonomer Fahrzeugsysteme ist daher  die gründliche, aber auch kosteneffiziente Sicherstellung der Sicherheit (Safety) solcher Systeme in ihren umfangreichen Betriebsumgebungen. Es ergeben sich daraus zwei zentrale Fragestellungen:

1.       Wie können alle sicherheitsrelevanten Betriebsszenarien für autonome Fahrzeugsysteme bestimmt werden?

2.       Kann die Sicherheit dieser Fahrzeugsysteme für alle diese Betriebsszenarien garantiert werden?

Diese Fragestellung beantworten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer ISST im Geschäftsfeld »Digitization in Automotive Industries«. Sie begegnen der benannten Problematik mit Szenario-basierten Testmethoden, Simulationen und lernenden Systemen.

Angebot

In seinem Geschäftsfeld »Digitization in Automotive Industries« unterstützt das Fraunhofer-Institut für Software- und Systemtechnik ISST Unternehmen aus dem Automobil- und Mobilitätssektor bei der Konzeption, Entwicklung und Absicherung von intelligenten und autonomen Systemen. Das Forscherteam arbeitet an neuen, kosteneffizienten Methoden, die die Systemgrenze von autonomen Robotersystem zuverlässig bestimmen und zuverlässige Sicherheitsargumente für das Risiko autonomer Robotersysteme erbringen können. Um dies zu erreichen, werden formale Methoden, Simulationen und lernende Systeme verwendet.

Themenfelder der Forschungsarbeit sind:

  • Autonomes Fahren
  • Mobility-as-a-Service
  • Vehicle Safety
  • Vehicle Security
  • Konnektivität
  • Anpassbare und adaptive Fahrzeugarchitekturen
  • Pooling, Aggregation und Analysis von Fahrzeugdaten

Diese Themen stehen auch bei Ihnen auf der Agenda? Dann freuen wir uns über Ihre Kontaktaufnahme!

Aktuelle Projekte

Die Forschungsgruppe »Digitization in Automotive Industries entwickelt in enger Zusammenarbeit mit der Automobil- und Mobilitätsindustrie, Lösungen für die Risikoabschätzung autonomer Robotersysteme.

STARS: Simulationen zur Bewertung und Verhinderung von Softwarefehlern in autonomen Systemen

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Presseinfo STARS