Kann Technik das Fahren sicherer machen? In Kalifornien wird daran geforscht, ob mithilfe von KI synchron gedriftet werden kann. Technikjournal erklärt, warum dieses Projekt auch für autonome Autos und die Fahrsicherheit im Straßenverkehr von Bedeutung sein kann. // von Fabian Radtke

Wenn zwei Fahrzeuge seitlich im Drift durch eine Kurve schießen, sieht das spektakulär aus. Dahinter steckt jedoch gezielte Forschung: Das Toyota Research Institute (TRI) und die Stanford University untersuchen, wie Künstliche Intelligenz Fahrzeuge in extremen Fahrsituationen stabilisieren kann. Die Projektleiter Dr. Avinash Balachandran und J. Christian Gerdes wollen zusammen mit ihrem Team zeigen, wozu KI im Stande ist und wie KI die Fahrsicherheit im Allgemeinen verbessern kann.

Von der Rennstrecke ins echte Leben

Was spektakulär klingt, hat einen ernsten Hintergrund. Denn im Drift passiert das, was in Gefahrensituation auf der Straße ebenfalls zählt: Auf rutschigem Asphalt, bei plötzlichem Ausbrechen oder bei Ausweichmanövern müssen Fahrer:innen blitzschnell reagieren. Bei der Forschung in Kalifornien hilft hierbei die KI: Sie analysiert dabei unzählige Datenpunkte aus Kamera-, Radar- und LiDAR-Sensoren in Echtzeit. Geschwindigkeit, Lenkwinkel, Traktion, Umgebung und Wetterbedingungen wie Regen oder Eis werden erfasst. Aus diesen Informationen lernt das System, präzise Gegensteuerungen einzuleiten. Dies geschieht bevor Fahrer:innen reagieren können.

Wie Maschinen Fahrphysik verstehen

Im Zentrum der Forschung in Kalifornien steht ein Model Predictive Control System (MPC). Diese Methode berechnet hunderte Male pro Sekunde, wie Gas, Bremse und Lenkung optimal kombiniert werden müssen, um das Fahrzeug stabil zu halten. MPC berücksichtigt unterschiedliche Fahrbahnzustände und auch Effekte wie Reifenverschleiß. Während des Fahrmanövers kommunizieren die beiden eingesetzten Fahrzeuge kontinuierlich miteinander: Sie analysieren Bewegungen, Abstände und Driftwinkel des Partners und passen ihre Strategien an. Es stellt sich die Frage, ob diese Erkenntnisse auch das autonome Fahren in Deutschland voranbringen könnte. Bereits heute gibt es teilautomatisierte Systeme, die die Sicherheit im Straßenverkehr optimieren können.

Video: Toyota Research Institute – YouTube-Kanal I Die Testfahrzeuge Toyota GR Supras beim Tandem-Drift in Aktion

Wie weit ist autonomes Fahren hierzulande wirklich?

In Deutschland ist autonomes Fahren noch nicht flächendeckend im Alltag angekommen. Laut dem Fraunhofer IKS befinden sich Fahrzeuge mit hohen Autonomiestufen (z. B. Stufen vier / fünf) noch in der Forschungs- und Entwicklungsphase. Autonome Fahrzeuge werden derzeit in fünf Stufen unterteilt.

Prototypen der Stufen vier und fünf werden aktuell noch nicht im Straßenverkehr eingesetzt, sondern auf Teststrecken getestet. Zentrale Herausforderungen bestehen dabei in der Absicherung und Validierung von KI-basierten Systemen zur Wahrnehmung der Umgebung sowie in der Nachweisführung für Sicherheit („Safe AI Engineering“) im Fahrzeugbetrieb.

Gleichzeitig besteht die Sorge, dass Deutschland beim autonomen Fahren Konkurrenten wie den USA und China hinterherhinkt. Autonomes Fahren hat zwar technologisch große Fortschritte gemacht – manche Systeme, wie zum Beispiel in der Personenmobilität, sind bereits genehmigt – doch in Deutschland gilt: Die Zugänge sind begrenzt und rechtliche sowie regulatorische Rahmenbedingungen sind oft noch nicht ausreichend geklärt. Damit es vorangeht, plant die Bundesregierung eine Förderung mit Millionenbeträgen für die Erforschung und Entwicklung schneller KI-gestützter autonomer Systeme.

Experte sieht Potenzial bei KI-Forschung

Prof. Dr. Michael Viehof I Bild: privat

Michael Viehof ist Professor an der Technischen Hochschule Köln. Zu seinen Forschungsgebieten gehören unter anderem auch Fahrdynamikregelung. Autonomes Driften im Tandem zählt seiner Meinung nach zu den eindrucksvollsten Demonstrationen im Bereich Fahrdynamik: „Es zeigt, wie weit die Kontrolle von Fahrzeugen heute schon möglich ist.“ Im Projekt von Toyota und Stanford gehe es darum, den fahrdynamischen Grenzbereich – also etwa bei Glätte oder starken Kurvenfahrten – zu beherrschen. „Diese Technik adressiert auch praxisrelevante Situationen, die im Alltag entscheidend sein können“, ist Viehof überzeugt.

Die Steuerung von zwei Fahrzeugen im Drift erfordere höchste Präzision. Lenkwinkel, Driftwinkel, Geschwindigkeit und Fahrzeugbewegungen müssten in Echtzeit erfasst und angepasst werden. Für Serienfahrzeuge sei das heute noch Zukunftsmusik, aber die Methoden – wie präzise Fahrzustandserfassung und adaptive Reibwertschätzung – seien ein wichtiger Schritt für zukünftige Assistenzsysteme. Viehof zieht ein Fazit: „Zukünftig sind Systeme denkbar, die klassische Regler und KI kombinieren. Solche Assistenzsysteme könnten auch in kritischen Situationen zuverlässig reagieren und so für mehr Sicherheit auf der Straße sowie bessere Leistung auf der Rennstrecke sorgen.“

Weniger Unfälle durch KI

Der Studie „Connected Car Effect 2025“ vom Technologiekonzern Bosch und dem Beratungsunternehmen Prognos zufolge könnten vernetzte Fahrzeuge mit intelligenten Assistenzsystemen in Deutschland jährlich bis zu etwa 30.000 Unfälle mit Personenschaden vermeiden . Solche Technologien greifen schneller ein als Menschen und stabilisieren kritische Fahrsituationen.

Auch die Deutsche Luft- und Raumfahrt (DLR) befasst sich in ihrem Projekt „KI Absicherung“ mit der Sicherheit solcher Systeme. Dort entwickeln Forschende Methoden, um die Entscheidungsprozesse autonomer Fahrfunktionen nachvollziehbar und überprüfbar zu machen.

Praxischeck hilft der Fahrsicherheit im Alltag

Micheal Tück I Bild: privat

Michael Tück ist Geschäftsführer des ADAC Fahrsicherheitszentrums Weilerswist und Vertreter der Driftschule „DriftFieber“. Er bewertet die Alltagstauglichkeit solcher Forschungsprojekte zurückhaltend. Technologien wie das zuvor genannte MPC würden bereits präventiv eingreifen und könnten daher Unfälle stark reduzieren. Allerdings sei es noch unklar, wie sich Kettenreaktionen mehrerer MPC-Fahrzeuge auswirken würden. In heutigen Fahrsicherheitstrainings spiele die KI-gesteuerte Fahrzeugregelung jedenfalls kaum eine Rolle, da sie nur oberflächlich behandelt werden könne und das Verständnis der Fahrer begrenzt sei, so Tück. Entscheidend bleibe daher vorerst das Zusammenspiel aus menschlicher Erfahrung und technischer Unterstützung.

Technik, Recht und Akzeptanz: Die Hürden für autonome Fahrzeuge

Laut dem Verband der Automobilindustrie (VDA) werde es noch dauern, bis autonome Systeme, wie MPC, flächendeckend im Alltag ankämen. Technisch müssten Sensorik, Software und Algorithmen zuverlässig funktionieren. Besonders schwierig sei es bei schlechter Sicht, Glätte oder im Stadtverkehr, was umfangreiche Forschung und Validierung erfordere.

Auch rechtlich bestehen Einschränkungen: Mercedes-Benz betont, dass das deutsche Gesetz zum autonomen Fahren aktuell nur für klar definierte Einsatzbereiche gelte. Zusätzlich spiele die gesellschaftliche Akzeptanz eine große Rolle. Wie CIO.de mit Verweis auf eine Capgemini-Studie berichtete, sollen viele Menschen weiterhin Sicherheits- und Vertrauensbedenken haben.

Fotos: Toyota Research Institute / Media Resources I Swipe um mehr Bilder zu sehen!

Teaserbild: Autonome Drift-Tests liefern Erkenntnisse zur Weiterentwicklung sicherer und KI-gestützter Fahrerassistenzsysteme. I Foto: Fabian Radtke (enthält KI-generierte Inhalte)

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Fabian Radtke