Hände weg vom Steuer

Kaiser Wilhelm II
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„Ich glaube an das Pferd. Das Automobil ist eine vorübergehende Erscheinung“, so die Auffassung des letzten deutschen Monarchen, Kaiser Wilhelm II.1 Dieser Einschätzung zum Trotz trat das Auto einen globalen Siegeszug an und ist heute das individuelle Fortbewegungsmittel schlechthin. Vom Pferd zum Automobil – das war zu Zeiten Kaiser Wilhelms II. eine Revolution in Sachen Mobilität. Heute scheint ein erneuter fundamentaler Wandel unmittelbar bevorzustehen: vom personengesteuerten zum selbstfahrenden Auto. Noch fällt vielen passionierten Autofahrern diese Vorstellung schwer. Ihr Auto wird schon bald alleine fahren, steuern, bremsen und einparken. Der Fahrer und seine Fahrkünste verlieren an Bedeutung. Die großen Automobilkonzerne haben längst damit begonnen, die neue Ära des autonomen Fahrens einzuläuten. Aber auch automobilfremde Firmen wittern Marktchancen. Eine Patentrecherche in der STN Datenbank Derwent World Patent Index (DWPI) beweist eindrucksvoll die stark ansteigenden Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten auf diesem Gebiet in den letzten fünf Jahren.2


STN ist ein Informations-Service für Forschungs- und Patentinformation. Es bietet, auf einer neutralen Plattform gebündelt, den Online-Zugriff auf qualitativ hochwertige Datenbanken. Ein inhaltlicher Schwerpunkt von STN liegt bei der Patentinformation. In Kombination mit den hoch entwickelten Funktionalitäten in Retrieval, Analyse und Visualisierung, gewährleistet STN präzise Recherchen und aussagestarke Analysen der Suchergebnisse. Aus diesem Grund nutzen Informationsspezialisten in Industrieunternehmen und Patentämtern bevorzugt STN.
 
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Abbildung 1: Patentpublikationen (py.b) im Zeitraum von 2000 bis 2015 im Technologiebereich selbstfahrende Autos. Patentpublikationen aus 2016 wurden noch nicht berücksichtigt, da die Zahlen nicht für das gesamte Jahr 2016 vorliegen
Abbildung 1: Patentpublikationen (py.b) im Zeitraum von 2000 bis 2015 im Technologiebereich selbstfahrende Autos. Patentpublikationen aus 2016 wurden noch nicht berücksichtigt, da die Zahlen nicht für das gesamte Jahr 2016 vorliegen

Was verbirgt sich hinter diesen Innovationen? Selbstfahrende Autos werden aus vielen Einzelkomponenten zusammengesetzt. Erst das intelligente Wechselspiel zwischen ihnen macht daraus ein selbstfahrendes Auto. Die publizierten Schutzrechte behandeln die einzelnen Bausteine, also zum Beispiel bestimmte Fahrassistenten, Sicherheitssysteme, digitale Verarbeitung von Sensordaten oder Sensoren. Es ist beindruckend, wie schnell diese Innovationen den Alltag der Autofahrer verändern. Viele hochpreisige Wagen sind heute schon mit zahlreichen Fahrassistenten und Sensoren ausgestattet. Und die ersten Erfindungen in diesem Bereich, zum Beispiel das Antiblockiersystem (ABS) oder der Tempomat sind mittlerweile in fast allen Fahrzeugklassen und -typen serienmäßig zu finden. Wirklich selbstfahrende Autos gibt es bisher nur als Prototypen, sie sollen aber schon in wenigen Jahren in den Straßenverkehr Einzug halten.


Toyota führt das Patent-Ranking an

Abbildung 2: TOP 10 Patentanmelder weltweit in dem Technologiebereich selbstfahrende Autos für den Zeitraum von 2000 bis August 2016
Abbildung 2: TOP 10 Patentanmelder weltweit in dem Technologiebereich selbstfahrende Autos für den Zeitraum von 2000 bis August 2016

Die Rangliste der Patentanmelder in dem Technologiebereich der selbstfahrenden Autos liest sich wie das who-is-who der Automobilindustrie. Unter den führenden Zehn sind auch die drei Automobilzulieferer Bosch (DE), Denso (JP) und Valeo (FR) zu finden. Offensichtlich wollen diese den vielversprechenden Markt der selbstfahrenden Autos nicht den Automobilfirmen allein überlassen.

 

 


Ein Assistent für alle Fälle

Die zahlenmäßig größte Untergruppe der Patente beschäftigt sich mit den Fahrassistenten. Sie sind gleichzeitig technische Wegbereiter und Vorstufe zum autonomen Fahren. Für die Entwicklung werden die Handlungen des Autofahrers in ihre Einzelschritte zerlegt. Für jede dieser Tätigkeiten gibt es einen elektronischen Assistenten, der die Arbeit übernimmt. Es gibt beispielsweise den Spurwechsel- Spurhalte-, Nachtsicht- und den Stauassistenten, um nur einige zu nennen. Schon die Anzahl der Assistenten verdeutlicht die Komplexität des Autofahrens. Werden mehrere Fahrassistenten kombiniert und vernetzt, so entsteht daraus eine Art Autopilot. Mit seiner Hilfe hält der Wagen auf der Autobahn selbstständig die Spur, achtet dabei auf den Abstand zum Vordermann, überholt vorschriftsgemäß, beachtet die Geschwindigkeitsbegrenzungen und bremst rechtzeitig ab, wenn es zum Stau kommt oder ein Hindernis auftaucht. Das gelingt auf Autobahnen schon sehr gut, weitaus schwieriger sind die Verkehrssituationen im Stadtverkehr zu bewältigen. Tesla musste im Mai 2016 einen schweren Rückschlag bei der Erprobung seines Autopiloten hinnehmen. Es kam zu einem tödlich Unfall, weil der Autopilot einen LKW als Hindernis nicht erkannt hatte und sich gleichzeitig der Fahrer blindlings auf das System verließ. Mittlerweile hat Tesla reagiert und nachgebessert. Der überarbeitete Autopilot bekommt zusätzlich zu den Sensoren ein radargestütztes Warnsystem. Außerdem warnt Tesla explizit vor allzu sorglosem Umgang mit der neuen Technik. Die Fahrverantwortung bliebe beim Mensch hinter dem Steuer. Auch mit eingeschaltetem Autopiloten sei der Fahrer stets die letzte Instanz im Wagen, so Tesla. Die selbstfahrenden Autos werden in einigen US-Bundesstaaten, zum Beispiel Nevada getestet. Dort ist der Betrieb dieser Autos unter bestimmten Bedingungen erlaubt, aber es muss immer ein Fahrer hinter dem Lenkrad sitzen, der in schwierigen Situationen das Fahren manuell übernehmen kann.


Und was macht Google?

Google wird immer wieder in der Presse in einem Atemzug mit autonomen Fahrzeugen genannt. Tatsächlich ist auch Google in der Patentanalyse unter den starken Patentanmeldern zu finden, aber eben nicht unter den Top Ten. Google geht wirtschaftsstrategisch anders vor: Die Firma setzt auf Kooperationen mit führenden Automobilherstellern zum Beispiel mit Toyota. So muss Google sich nicht mit Autobau beschäftigen und kann seine Forschung auf andere Bereiche fokussieren. Die nachfolgende Patentzeichnung stammt aus einer Google-Patentpublikation. Bei dieser Erfindung geht es um ein Sensorsystem, das flüssige bzw. gasförmige von festen Hindernissen zweifelsfrei unterscheiden und somit geprüfte Daten direkt an den autonom fahrenden Wagen senden kann. So kann feinzerstäubtes Wasser, das bei Regen hinter den Wagenrädern aufgewirbelt wird, klar als solches identifiziert werden. Auch Auspuffabgase, die eventuell mit Rußpartikeln versetzt sind, werden mit Hilfe des Sensorsystems eindeutig als Gas erkannt. Diese Informationen sind wichtig, denn das selbstfahrende Auto soll schließlich nur bei festen Hindernissen bremsen oder ausweichen.

Abbildung 3: Patentzeichnung von der Google Patentpublikation US9097800. Links ein Auto mit zwei feinzerstäubten Wasserschleiern (526 und 524), rechts ein Auto mit einer rußigen Abgaswolke (532)
Abbildung 3: Patentzeichnung von der Google Patentpublikation US9097800. Links ein Auto mit zwei feinzerstäubten Wasserschleiern (526 und 524), rechts ein Auto mit einer rußigen Abgaswolke (532)

Bemerkenswert ist aber, dass Google seine Patentansprüche (US9097800) auch auf LKW, Motorräder, Busse, Boote, Flugzeuge, Hubschrauber, Rasenmäher, Schürfraupen, Motorschlitten, Campingbusse, Fahrzeuge in Vergnügungsparks, landwirtschaftliche Fahrzeuge, Fahrzeuge des Baugewerbes, Straßenbahnen, Golfwagen, Züge und Einkaufswagen ausdehnt. Man weiß ja nie, wo autonomes Fahren noch zur Anwendung kommen wird.


Abbildung 4: Top Patentanmelder weltweit in dem Technologiebereich Telematik für den Zeitraum von 2000 bis August  2016
Abbildung 4: Top Patentanmelder weltweit in dem Technologiebereich Telematik für den Zeitraum von 2000 bis August 2016

Telematik

Das Wort Telematik setzt sich aus den Wörtern Telekommunikation und Informatik zusammen. Bei Erfindungen aus diesem Bereich geht es beispielweise um die Kontrolle der sich bewegenden Fahrzeuge mit Hilfe von GPS (Global Positioning System). Bekannteste Beispiele sind die in Autos mittlerweile oft serienmäßig eingebauten Navigationssysteme. Die Telematik-Patente stellen zahlenmäßig die kleinste Gruppe dar. Bei der gezielten Analyse der Patentanmelder für Telematik-Erfindungen tauchen neben Automobilkonzernen auch andere Firmen auf.

Abbildung 5: Patentzeichnung aus US20150198450, dargestellt ist die Vernetzung des UPS-Lkws
Abbildung 5: Patentzeichnung aus US20150198450, dargestellt ist die Vernetzung des UPS-Lkws

Hinter den dominierenden Automobilfirmen General Motors und Hyundai Motors sind Unternehmen aus anderen Branchen platziert. Die Marvell Technology Group ist beispielsweise ein Hersteller von Telekommunikations-, Speicher- und Halbleiterprodukten. Auch LG Electronics  ist im Geschäftsfeld Telekommunikation tätig. Gänzlich aus der Reihe fällt das Logistikunternehmen UPS (United Parcel Service). Ein Blick in die UPS-Patentanmeldungen macht aber schnell deutlich, warum auch Logistikunternehmen Interesse an Telematik-Erfindungen haben. Die ausliefernden Lkw können so permanent verfolgt, ihre Standorte bestimmt und Fahrzeitberechnungen aktualisiert werden. Außerdem wird es so möglich, diese auf freie Parkplätze zu navigieren. Hierfür werden die Lkw mit Sensoren ausgestattet und mit Hilfe von GPS geleitet. Es findet ein permanenter Datenaustausch mit einer Cloud statt, wie auf der nachfolgenden Patentzeichnung zu sehen ist.


Innovationen kommen auch anderen zugute

Auch andere Branchen profitieren von diesen Innovationen. Die Strahlkraft der Erfindungen zu selbstfahrenden Autos reicht bis in automobilfremde Branchen. Geld spielt bei Erfindungen immer eine Rolle, direkt oder indirekt. Auch ein Unternehmen aus dem Finanzsektor möchte die Telematik in Fahrzeugen für sich nutzen. Mastercard sucht schon länger nach einer Methode den Karteninhaber zweifelsfrei zu identifizieren. Nun überrascht das Unternehmen mit einer Lösung für Autofahrer in autonomen und nicht-autonomen Fahrzeugen. Es geht um das bargeldlose Zahlen der Autobahn- und Parkplatzgebühren, an Tankstellen oder in Raststätten. Das Auto wird mit einem Prozessierungsgerät ausgestattet, das einen bestimmten Code hat. Gleichzeitig gibt es einen numerischen oder alphanumerischen Code auf dem Nummernschild des Wagens. Vor dem Bezahlen werden die beiden Codes abgelesen und verglichen (US20160247143). Stimmen diese überein, wird die Zahlung freigegeben.


Stallbursche

Moderner Stallbursche

Schon einen Schritt weiter ist das autonome Parkhaus. Hier werden Autos nicht mehr selbst gesteuert, stattdessen erledigen Roboter das Verteilen und Ein- und Ausparken der Fahrzeuge. Sogar selbststeuernde Autos werden von Robotern in der Übergabestation abgeholt und zu ihren Parkplätzen transportiert. Diese Park-Roboter sind schon im Düsseldorf Airport Parkhaus3 im Einsatz. Die unspektakuläre Patentzeichnung lässt nur erahnen, was das Parkroboter-System leisten kann. Mit den Gabeln greift der Roboter unter die Fahrzeuge, ähnlich wie ein Gabelstapler. Zuvor wird mit Hilfe von Kameras und Sensoren das Auto in seinen Maßen erfasst und dann passgenau und platzsparend eingeparkt. Die Wagen können so dicht an dicht stehen, da weder ein Rangierabstand noch Platz zum Aussteigen benötigt wird. Das Einparksystem ist zusätzlich mit einer Flugdatenbank verbunden. Mithilfe dieser Informationen weiß es, wann der Fahrzeughalter zurückkehrt und sein Fahrzeug wieder ausgeparkt werden muss. Der Fluggast steigt ohne Wartezeit direkt in den abfahrbereiten Wagen. So gesehen nähert sich das Parkroboter-System der wilhelminischen Zeit wieder an. Stieg der deutsche Kaiser vom Pferd, stand ein Stallbursche bereit, brachte das Ross in den Stall und führte es bei Bedarf gesattelt wieder zum Ausritt vor.

Abbildung 6: Patentzeichnung aus DE102010052850 angemeldet von der Firma Serva Transport Systems GmbH
Abbildung 6: Patentzeichnung aus DE102010052850 angemeldet von der Firma Serva Transport Systems GmbH

Auch wenn manche es noch nicht glauben wollen, das Zeitalter des autonomen Fahrens ist angebrochen. Die Technik schreitet schnell voran, Bayern und Baden-Württemberg haben bereits Teststrecken auf ihren Autobahnen eingerichtet. Nun müssen andere gesellschaftliche Bereiche nachziehen, insbesondere Versicherungen müssen reagieren und der Gesetzgeber ist gefordert. Haftungsfragen, ethische Grundsatzfragen, wie auch soziologische Aspekte sind bisher noch nicht abschließend bewertet und geklärt. Aber immerhin gibt es an der juristischen Fakultät der Universität Würzburg schon eine Forschungsstelle Robotrecht.4 Hier werden Mensch-Maschine-Verbindungen in Kooperation mit Industrie und Herstellern rechtlich analysiert. 

 

 

Text und Recherche: Dr. Babett Bolle


Fußnoten
1 Wilhelm II. (1859-1941) regierte das Deutsche Reich von 1888 bis zur Novemberrevolution 1918.
2 Jürgen Rees, Fährt (nicht) alleine, WirtschaftsWoche 28 vom 08.07.2016.
3 www.handelsblatt.com/technik/forschung-innovation/parkhaus-2-0-roboter-parken-autos-am-duesseldorfer-flughafen/10089842.html (zuletzt geprüft am 13.09.2016).
4 www.jura.uni-wuerzburg.de/forschung/forschungsstelle_robotrecht/robotrecht/ (zuletzt geprüft am 13.09.2016).