Ohne Supercomputer fährt gar nichts

Autohersteller nutzen die Technik von Computerspielen, um das autonome Fahren vorzubereiten. Mit selbstfahrenden Autos lässt sich in Zukunft das grosse Geld verdienen.

Man schätzt, dass 240 Millionen Testkilometer nötig wären, um alle hochautomatisierten Fahrsituationen abzusichern. Foto: Aurora

Man schätzt, dass 240 Millionen Testkilometer nötig wären, um alle hochautomatisierten Fahrsituationen abzusichern. Foto: Aurora

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Gameproduzenten haben einen unersättlichen Leistungshunger. Für immer aufwendigere Animationen werden seit 25 Jahren immer leistungsfähigere Halbleiter produziert. Die Computerfirma Nvidia stellte kürzlich die nächste Generation von Grafikkarten vor: «Wir haben mehr als zehn Jahre an unserer neuen Raytracing-Technologie gearbeitet – nun kommt RTX zehn Jahre früher als vorhergesagt», sagte Jensen Huang bei einer Games­com-Präsentation.

Was das heisst, demonstrierten die Kalifornier an Spielsequenzen aus «Battlefield 5». Das Computerspiel bewegt sich durch ein Rotterdam der Vierzigerjahre, das so idyllisch wirkt wie eine überkolorierte Kitschpostkarte. In der optimierten Hochglanzwelt wird zum Beispiel das Geschehen in Pfützen, Fensterscheiben oder Blechkarossen wie in der wirklichen Welt gespiegelt.

Von den enormen Fortschritten der Gameindustrie profitiert auch die Autoindustrie. «Nvidia entwirft keine Computerspiele, aber wir geben den Spieleentwicklern seit vielen Jahren die nötigen Werkzeuge dafür», erklärt Danny Shapiro.

Eine der Pioniertechnologien sei zum Beispiel die genaue Analyse von Oberflächen gewesen. Zum Beispiel: Wie verändern sich Licht und Schatten oder Reflexionen auf verschiedenen Materialien? «Dieses Wissen brauchen wir jetzt in den Simulationsumgebungen für das autonome Fahren», sagt Shapiro. Er ist der Entwicklungschef für den Automobilbereich von Nvidia.

Rechenleistung ist gefragt

Shapiro weiss, dass jeder Teilnehmer im Strassenverkehr – anders als in der Spielewelt – nur ein Leben hat. «Niemand will eine Art Cartoon erschaffen. Wenn man ein neuronales Netz auf Cartoons trainiert, dann wird die Erkennungsrate in der realen Welt nicht für Automobilanwendungen ausreichen.» Klar ist auch, dass Gaming eine Indus­trie mit weltweit rund 100 Milliarden Euro Jahresumsatz ist. Die Autoindustrie setzt 35-mal so viel Geld um und könnte ihre Ergebnisse laut der Unternehmensberatung McKinsey bis 2030 noch verdoppeln.

Mit autonomen Autos, Hochleistungs-Chips und perfekten virtuellen Testumgebungen lässt sich künftig das grosse Geld verdienen. Das ist der Grund, warum Auto- und Halbleiterbranche auf Tuchfühlung gehen. Anfang des Jahres stand Nvidia-Gründer Huang zusammen mit Herbert Diess auf der Bühne: «Gratulation zu der Power, der Motivation und den Ressourcen, mit denen ihr euch für autonome Autos engagiert. Das Fahren und die Industrie werden sich in den nächsten zehn Jahren total verändern», sagte der VW-Chef auf der Computermesse CES in Las Vegas.

Nicht nur Audi, Porsche und VW, sondern auch die Projektpartner Bosch und Mercedes wollen ihre Roboterautos mit Nvidia-Chips bestücken. BMW ist dagegen eng mit dem Erzrivalen Intel verbandelt: «Für das autonome Fahren brauchen wir Rechenleistung, die es so noch gar nicht gibt», sagte BMW-Entwicklungsvorstand Klaus Fröhlich. «Wir brauchen noch zwei Generationen an Chip-Weiterentwicklungen, um den Kofferraum wieder den Koffern zur Verfügung zu stellen und nicht den Rechnern.»

Spiel mit vielen Spielern

Bis vollautonome Serienfahrzeuge in Europas Innenstädte dürfen, wird es noch ein wenig dauern. Zunächst müssen die Testmethoden für automatisiertes Fahren auf der Autobahn bis Tempo 130 entwickelt werden. Pegasus heisst ein deutsches Forschungsprojekt dafür, das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie mit 16,3 Millionen Euro gefördert wird. Weil die etablierten Testverfahren für Assistenzsysteme viel zu aufwendig wären, sind selbst Tech-Giganten wie Google und die US-Strassenbehörde NHTSA an den Pegasus-Ergebnissen interessiert.

BMW schätzt, dass 240 Millionen Testkilometer nötig wären, um alle hochautomatisierten Fahrsituationen abzusichern. Dabei geht es nicht nur darum, alle Sensordaten in einem Umfeldmodell richtig zu fusionieren. Wie in einem Computerspiel ist auch eine (künstliche) Intelligenz notwendig, um die Szene zu verstehen und blitzschnell die nächsten Schritte zu planen: «Jedes Mal, wenn ich die Fahrstrategie ändere, hat das einen Effekt auf die Umwelt – und ich muss alle Daten erneut sammeln», berichtet Amnon Sha­shua, der bei Mobileye/Intel für das autonome Fahren verantwortlich ist. Autofahren sei ein Spiel mit vielen Spielern, die sich nicht unbedingt an die Regeln hielten.

Simulation ist der Schlüssel

Das Erfolgsrezept vieler Shooter-Spiele macht hohe Rechenka­pazitäten erforderlich. Nicht viel anders sieht es beim autonomen Fahren aus. Roboterautos müssen ein überlegenes Kontext­verständnis entwickeln, um in schnell wechselnden Situationen entscheidungsfähig zu bleiben. Die entsprechenden Algorithmen jagen die Autohersteller immer wieder durch virtuelle und gleichzeitig hochpräzise Test­szenarien: «Wir rechnen 95 Prozent der Strecke in Simulationen durch», erläutert Elmar Frickenstein, Leiter autonomes Fahren bei BMW. «Wer die Simulation beherrscht, wird das vollautonome Fahren beherrschen», ist sich der Experte sicher.

Nvidia hat eine Simulationslösung entwickelt, die pro Stunde 90'000 Kilometer Fahrstrecke durchspielt. Der Supercomputer DGX kann das gesamte Strassennetz der USA in zwei Tagen abfahren. Es ist ein Computerspiel, bei dem die Maschine hochgenauen Sensorinput aus Datenbanken liefert, während der Fahralgorithmus in Echtzeit die richtigen Entscheidungen treffen muss.

Shapiro sagt: «Das ist Hardware mit 30 Rückkopplungsschleifen in der Sekunde. Wir glauben, dass autonomes Fahren ein Super-Computing-Problem ist. Je mehr Daten man verar­beiten kann, desto höher ist das Sicherheitslevel.»

Noch arbeitet jeder Autohersteller allein an der Absicherung. Die Pegasus-Projektpartner legen aber bereits Szenarien aus ihren Tests in der gemeinsamen Datenbank ab. Ohne eine einheitliche Simulationslandschaft können Behörden das autonome Fahren nicht zulassen. Dann hängt der Fahrroboter in der Endlosschleife.

(Redaktion Tamedia)

Erstellt: 18.10.2018, 17:46 Uhr

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