HolmeS3 – das Innovationsprojekt zur Absicherung autonomer Fahrzeuge

Mit der InitiativeKünstliche Intelligenz – Autonome Mobilität“ fördert das Bayerische Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie (StMWi) Innovationen auf den Gebieten Künstliche Intelligenz (KI) und Data-Science in Anwendungsbereichen wie Mobilität oder Logistik. Im Rahmen dieser Initiative ist das Projekt „HolmeS3“ am 01. Juli 2020 jetzt offiziell gestartet.

Die OTH Regensburg - Software Engineering Laboratory for Safe and Secure Systems (LaS³), die Elektronische Fahrwerksysteme GmbH (EFS) und die imbus AG haben sich für dieses Technologieprojekt zu einem Team zusammengeschlossen, um die Methoden zum Test und zur Absicherung autonomer Fahrzeuge weiterzuentwickeln.

Ziel ist es, eine herstellerübergreifende Vorgehensweise und Tool-Umgebung für ‚Scenario-based Testing und zur KI-basierten Analyse von Fahrszenarien mittels einer „Kausalen Inferenz Engine“ zu entwickeln und bereitzustellen.

Das Technologieprojekt läuft bis Mitte 2023. Die aus dieser bayerischen Initiative hervorgehende Lösung soll dann auch für Unternehmen aus anderen Branchen, die intelligente, autonome Systeme entwickeln oder betreiben, verfügbar gemacht werden.

Das vom StMWi geförderte Projekt wird den Standort Bayern und die Wettbewerbsfähigkeit der bayerischen Automobilindustrie in diesem hochinnovativen und zukunftsweisenden Feld nachhaltig stärken.

Endlich automatisch freie Fahrt!

Kennen Sie den Augenblick, wenn auf der Autobahn auf der linken Spur für die nächsten paar Kilometer plötzlich kein Fahrzeug mehr zu sehen ist? Das Gefühl, wenn das eigene Auto fast wie von selbst beschleunigt und immer schneller wird? Schert nun überraschend ein Lastkraftwagen zum Überholen aus, kann dies zu einer gefährlichen und schwer kontrollierbaren Situation im Straßenverkehr führen.

Wäre man jetzt mit einem  selbstfahrenden, autonomen Fahrzeug unterwegs, würde man sich unwillkürlich fragen: Wie wird mein Auto jetzt reagieren? Vollgas geben und noch knapp vorbeifahren? Einfach weiterfahren und im letzten Moment eine Vollbremsung einleiten? Oder das Hindernis richtig einordnen, die Geschwindigkeit abbremsen und verzögern, bis der Lastkraftwagen wieder auf die rechte Spur zurück wechselt?

Es wird sicher noch einige Zeit vergehen, bevor wir mit vollständig autonomen Fahrzeugen unterwegs sein können und uns in einer solchen Situation vollkommen entspannt zurücklehnen und der künstlichen Intelligenz des autonom fahrenden Systems bedenkenlos unser Leben anvertrauen werden.

Damit diese Vision Wirklichkeit wird, müssen die Hersteller solcher KI-basierten, autonomen Systeme beweisen, dass sie nicht nur faszinierend disruptive Prototypen entwickeln können - sondern dass sie autonome Systeme bauen können, die absolut sicher sind. So sicher, dass man ihnen ohne zu zögern das eigene Leben anvertrauen kann.
Genau hier liegt die Herausforderung der Zukunft für das professionelle Testen und die intelligente Qualitätssicherung solcher Systeme.

Autonome Systeme - wo wir sie im Alltag finden

Innerhalb der nächsten zehn Jahre werden viele verschiedene Arten von teilweise oder vollkommen autonomen Systemen Einzug in unseren Alltag halten. Egal ob im öffentlichen Raum (Straßenverkehr, Luftraum, Wasserstraßen), in Unternehmen oder im privaten Bereich – die Einsatzmöglichkeiten sind unbegrenzt.

Typische Beispiele sind:

  • Kraftfahrzeuge (Personenkraftwagen, Lastkraftwagen), die teilweise oder vollständig die Funktion des Fahrers übernehmen.1
  • Fahrerlose Transportfahrzeuge, z.B. für Logistikaufgaben und/oder in Produktionsstätten.2
  • Seeschiffe, Boote, Binnenschiffe und andere Wasserfahrzeuge, die z.B. für den Transport von Gütern eingesetzt werden.3
  • Fahrerlose Unterwasserfahrzeuge oder Unterwasserroboter, die z.B. Inspektions- oder Reparaturaufgaben unter Wasser selbständig durchführen.4
  • Fahrerlose Züge, Vorortzüge, U-Bahnen oder Zugsysteme für den Personen- oder Gütertransport.5
  • Unbemannte oder pilotenlose Flugzeuge, Hubschrauber oder Drohnen.6
  • Mobile Service- oder Haushaltsroboter, z.B. automatische Rasenmäher oder Staubsauger, die Servicearbeiten im Haushalt ausführen und bei Bedarf mit dem "Smart Home" kommunizieren.7

Ein vollkommen autonomes System wird in der Lage sein, eine ihm gestellte Aufgabe oder ein vordefiniertes Ziel ohne jegliche menschliche Intervention zu lösen bzw. zu erreichen. Es wird Situationen und Ereignisse innerhalb eines bestimmten räumlichen und zeitlichen Rahmens erkennen und situationsgerecht interpretieren können. Es wird mögliche Handlungsoptionen bewerten und eine geeignete oder die beste Option im Hinblick auf das zu erreichende Ziel auswählen und umzusetzen können.

Die täglichen kleinen wie großen Herausforderungen im Leben der Menschen werden damit enorme Erleichterung erfahren. Aber können wir uns einfach so darauf verlassen, dass diese Systeme immer absolut fehlerfrei funktionieren? Auch im Langzeiteinsatz? 

Vertrauen Sie autonomen Systemen?

Damit diese Vision Wirklich wird, müssen die Hersteller solcher KI-basierten, autonomen Systeme beweisen, dass sie nicht nur faszinierend disruptive Prototypen entwickeln können - sondern, dass sie auch autonome Systeme bauen können, die absolut sicher sind. So sicher, dass man ihnen ohne zu zögern das eigene Leben anvertrauen kann. Genau hier liegt die Herausforderung der Zukunft für das professionelle Testen und die intelligente Qualitätssicherung solcher Systeme.

Was muss bei der Qualitätssicherung von autonomen Systemen beachtet werden?

Hersteller von autonomen Systemen benötigen Verfahren und Werkzeuge, mit denen sie die Funktionalität und Sicherheit (Stichwort: safe & secure) ihrer Produkte mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand prüfen und gegenüber den zuständigen Zulassungsbehörden nachweisen können.

Typische Fehler und Gefahren beim Einsatz autonomer Systeme sind z.B.

  • die Verletzung direkter Benutzer, Betreiber oder Fahrgäste des autonomen Systems,
  • die Verletzung unbeteiligter Dritter durch das sich autonom bewegende System,
  • die Verletzung von Tieren oder die Beschädigung von Objekten oder Infrastruktur innerhalb des Betriebsradius des Systems durch das System sowie
  • die Beschädigung des Systems selbst, z.B. durch einen Manövrierfehler.

Grundsätzlich sind die Methoden und Best Practices aus der Qualitätssicherung klassischer Softwaresysteme (und hier insbesondere die Methoden für den Test sicherheitskritischer Systeme) auch für den Test autonomer Systeme nach wie vor anwendbar und sinnvoll. Darüber hinaus muss die Qualitätssicherung für autonome Systeme aber zusätzlich beinhalten:

  • Scenario-based Testing als neue Testmethode
  • Safety & Security als zentrale Qualitätsmerkmale
  • Testgetriebene Entwicklung („shift left“ & „shift right“)

 

Wie kann imbus Sie beim Test von autonomen Systemen unterstützen?

Egal, ob es sich um ein führerloses Fahrzeug oder einen autonom agierenden Roboter handelt – die Menschen, die mit diesem System in Berührung kommen, müssen sich darauf verlassen können, dass ein solches autonomes System fehlerfrei seine Aufgaben erfüllt und sicher ist.

Der Einsatz und die Akzeptanz dieser Zukunftstechnologie hängen damit entscheidend von einem systematischen, hochprofessionellen Test sowie nachhaltiger Qualitätssicherung ab. Hier bedarf es zwingend sehr guter Kenntnisse und umfassender Erfahrung in der klassischen Software Qualitätssicherung. Ein erfahrener Lösungspartner wie imbus schafft für seine Kunden hier die erforderliche Sicherheit, dass ihre Software-basierten Produkte zuverlässig funktionieren – und ihre Anwender begeistern.

Und die weiteren Vorteile eines erfahrenen Testpartner?

  1. Systematisch getestete Systeme erreichen früher die (sichere) Marktreife.
  2. Hochqualitative Produkte sichern langfristig die Wettbewerbsfähigkeit im Zukunftsmarkt.
  3. Ein professionell aufgesetztes „Safe & Secure“ schützt vor Unfällen und Kriminalität in Zusammenhang mit den Systemen.

imbus ist seit 1992 führender Lösungspartner in diesem Bereich - Unser Angebot umfasst Beratung zu Prozessverbesserung, Softwaretest Services, Testoutsourcing.

Jetzt beraten lassen!

1.https://de.wikipedia.org/wiki/Autonomes_Fahren, 2. https://de.wikipedia.org/wiki/Fahrerloses_Transportfahrzeug, 3.https://en.wikipedia.org/wiki/Unmanned_surface_vehicle, 4. https://en.wikipedia.org/wiki/Autonomous_underwater_vehicle, 5.https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_automated_train_systems), 6.https://en.wikipedia.org/wiki/Unmanned_aerial_vehicle, 7.https://link.springer.com/content/pdf/10.1007%2F978-3-030-29509-7_5.pdf

Gibt es ein Forschungsprojekt zur Qualitätssicherung autonomer Systeme?

Mit der Initiative „Künstliche Intelligenz – Autonome Mobilität“ fördert das Bayerische Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie (StMWi) Innovationen auf den Gebieten Künstliche Intelligenz (KI) und Data-Science in Anwendungsbereichen wie Mobilität oder Logistik.

Im Rahmen dieser Initiative ist das Projekt „HolmeS3“ am 01. Juli 2020 jetzt offiziell gestartet.
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