Simulationen zur Bewertung und Verhinderung von Softwarefehlern in autonomen Systemen

Im Projekt STARS (»Scenario-based Testing of Autonomous Robotic Systems«) arbeitet das ISST-Forscherteam »Digitization in Automotive Industries« an einer Szenario-basierten Methodik mit technologischem Framework für eine gründliche, aber kosteneffiziente Absicherung von autonomen Fahrzeugsystemen.  

Die Ziele dieser neuen Methodik umfassen,

  • die formale Spezifikation von Betriebsszenarien auf abstraktem Beschreibungsniveau,
  • die Bestimmung und Aufnahme von relevanten Szenarien im Betrieb,
  • die Ableitung von Testszenarien für autonome Fahrzeugsysteme aus diesen Betriebsszenarien,
  • das automatisierte Testen von autonomen Fahrzeugsystemen für diese Testszenarien in Simulationen unter Variation der relevanten Testparameter und
  • die Bestimmung des Realitätsgrades für die Testszenarien durch neue Metriken.

Eine solche Szenario-basierte Teststrategie kann zum Nachweis der Sicherheit von autonomen Fahrzeugsystemen beitragen, wenn die Anforderungen an das Verhalten des Systems und die Testszenarien formal spezifiziert worden sind. STARS sieht vor, zu diesem Zweck eine Beschreibungssprache zu entwickeln, die die Anforderungen an das System und die Tests auf einem abstrakteren Dateilevel abbildet als es in der Implementierung heute üblich ist 

Abbildung: STARS Workflow

Das STARS-Projekt soll die Grundlage für die Entstehung eines Marktplatzes für Umgebungsdaten, Zertifizierungsszenarios, Zertifizierungsservices und Daten-Informationsservices bilden. Der Markplatz soll zahlreiche Unternehmen der Automobilbranche zusammenbringen und so die Grundlage für eine einheitliche Auffassung von Sicherheitsargumentationen autonomer Fahrzeugsysteme in der Automobilbranche legen.

STARS sucht Industriepartner

Die Forschungsgruppe STARS wird von der Fraunhofer-Gesellschaft innerhalb des Programms ATTRACT gefördert: ATTRACT bietet hervorragenden externen Wissenschaftlern die Möglichkeit, ihre Ideen innerhalb eines optimal ausgestatteten Fraunhofer-Instituts marktnah in Richtung Anwendung voranzutreiben. Dem Leiter der Gruppe, Prof. Dr. Falk Howar, steht nun über fünf Jahre ein Budget von rund 2,5 Millionen Euro zur Verfügung, um eine Gruppe aufzubauen und zu leiten.

Zur Umsetzung der Forschungsidee sucht die Forschungsgruppe industrielle Partner mit konkreten Herausforderungen im Bereich Testen und Absicherung von sicherheitskritischer Software.