Die Revolution der selbstfahrenden Autos hat die Welt im Sturm erobert, und Unternehmen wie Google und Tesla versuchen alle, sich einen Teil des Marktes zu sichern.
Aber was bedeutet das für die Zukunft des Transportwesens und vor allem für die Ingenieure der Zukunft?
Während die Welt in eine neue Ära des Transportwesens eintritt, müssen sowohl Ingenieurstudenten als auch Fachleute die Technologie hinter selbstfahrenden Autos und ihre Bedeutung für die Zukunft verstehen.
Also schnallen wir uns an und tauchen ein in die Welt der selbstfahrenden Autos, wo die Straße voller neuer Ideen und Möglichkeiten ist.
Autonome Fahrzeuge verstehen
Formale Definition:
Ein Fahrzeug, das in der Lage ist, seinen Weg zu planen und seinen Plan ohne menschliches Eingreifen auszuführen.
Ein autonomes Fahrzeug ist perfekt, wenn Sie zu müde zum Fahren sind oder auf dem Weg zur Arbeit einfach nur ein Nickerchen machen möchten. Lehnen Sie sich einfach zurück und lassen Sie das Auto alles machen. Wer hat diese Folge der Serie „South Park“ gesehen?
Ok, zurück zur Erklärung:
Ein autonomes Fahrzeug ist ein Auto, das über Sensoren, Kameras, Radar und künstliche Intelligenz (KI) verfügt, die es ihm ermöglichen, ohne menschliche Hilfe zu fahren.
Diese Technologie ist eine Kombination aus On-Board- und Remote-Hardware und -Software, die ein Fahrzeug fahren kann, ohne dass ein menschlicher Bediener es physisch steuert oder im Auge behält.
Autonome Fahrzeugtechnologie könnte Autos sicherer machen, Menschen vor Verletzungen bewahren und sogar Leben retten. Doch bis vollautonome Fahrzeuge von den meisten Menschen genutzt werden können, sind noch viele Probleme zu lösen.
Ebenen autonomer Fahrzeuge
Basierend auf ihren Fähigkeiten werden autonome Fahrzeuge in fünf Stufen eingeteilt.
Hier ist eine Liste der Ebenen:
- Level 0: Der Fahrer ist für alles rund um das Autofahren verantwortlich.
- Stufe 1: Das Auto verfügt über ein automatisiertes System, z. B. Tempomat oder Spurhaltehilfe, aber der Fahrer ist für alles andere verantwortlich.
- Stufe 2: Das Auto verfügt über zwei oder mehr automatisierte Systeme, die zusammenarbeiten, wie z. B. Der adaptive Tempomat, und helfen, auf der Spur zu bleiben.
- Der Fahrer ist immer noch dafür verantwortlich, das Auto im Auge zu behalten und bei Bedarf die Kontrolle zu übernehmen.
- Stufe 3: Das Auto kann den größten Teil des Fahrens übernehmen, aber der Fahrer muss bereit sein, jederzeit zu übernehmen, wenn das Auto ihn darum bittet.
- Level 4: Das Fahrzeug kann in bestimmten Situationen selbst fahren und benötigt keine Hilfe durch eine Person. Aber das Auto könnte immer noch ein Lenkrad und Pedale haben, die ein menschlicher Fahrer bei Bedarf benutzen könnte.
- Level 5: Das Fahrzeug fährt vollständig autonom und benötigt keine menschliche Hilfe.
Weitere Informationen zu den Automatisierungsstufen:
https://en.wikipedia.org/wiki/Self-driving_car
Aktueller Stand autonomer Fahrzeuge
In dem Moment, in dem ich dies schreibe, gibt es in den Vereinigten Staaten keine vollständig autonomen Fahrzeuge, die legal gefahren werden können.
Es gibt jedoch Fahrzeuge, die nur teilweise selbstfahrend sind. Einige haben zum Beispiel einen adaptiven Tempomaten und helfen, in der Spur zu bleiben.
Autohersteller und Technologieunternehmen arbeiten daran, der Öffentlichkeit bald vollständig selbstfahrende Autos zur Verfügung zu stellen.
Autonome Fahrzeugtechnologie
Autonome Fahrzeuge nutzen eine Vielzahl von Technologien, um ihre Umgebung zu erfassen und Entscheidungen zu treffen.
Einige der Technologien, die in selbstfahrenden Autos verwendet werden, sind:
- Sensoren: Autonome Fahrzeuge verwenden neben anderen Sensoren Kameras, Radar und LiDAR, um ihre Umgebung zu sehen und zu verstehen.
- Künstliche Intelligenz: Autonome Fahrzeuge analysieren Sensordaten und treffen Entscheidungen auf Basis komplexer Algorithmen und maschineller Lernsysteme.
- Kartierung: Anhand der Informationen ihrer Sensoren erstellen und verfolgen selbstfahrende Autos eine Karte ihrer Umgebung.
Autonome Autos können mit Hilfe von Kameratechnik Straßenschilder und Markierungen lesen.
Light Detection and Ranging (LiDAR)-Systeme werden von selbstfahrenden Autos verwendet, um eine 3D-Karte ihrer Umgebung zu erstellen.
Herausforderungen für autonome Fahrzeuge
Bevor die Massenproduktion von selbstfahrenden Autos starten kann, müssen noch einige Probleme gelöst werden. Zu diesen Problemen gehören:
- Technologische Fortschritte: Weitere Fortschritte in der KI- und Sensortechnologie sind erforderlich, um autonome Fahrzeuge sicherer und zuverlässiger zu machen.
- Umwelt: Selbstfahrende Autos müssen in der Lage sein, bei einer Vielzahl von Wetterbedingungen wie Regen und Schnee sicher zu arbeiten.
- Regulierung: Derzeit gibt es keine Bundesvorschriften für selbstfahrende Autos, und jeder Staat hat seine eigene Art, zu regeln, wie sie verwendet werden können.
- Unfallhaftung: Wer schuld wäre, wenn ein autonomes Fahrzeug in einen Unfall verwickelt wäre, ist unklar.
Dies ist ein kompliziertes rechtliches Problem, das behoben werden muss, bevor die Massenproduktion beginnen kann.
Autonome Fahrzeuge bauen
Um ein Auto zu bauen, das selbst fährt, müssen sowohl Software- als auch Hardwareteile hergestellt werden.
Die Softwarekomponente erfordert Kenntnisse in Informatik, maschinellem Lernen und Deep Learning, um Fahranweisungen aus Sensor- und Eingabedaten zu generieren.
Der Hardware-Teil benötigt Sensoren, Kameras und andere Teile, die zusammengebaut werden müssen, damit die Fahranweisungen im realen Auto ausgeführt werden können.
Darüber hinaus benötigen autonome Fahrzeuge einen komplexen Software-Stack für alle autonomen Funktionen wie Objekterkennung und -identifikation.
Wenn selbstfahrende Autos auf öffentlichen Straßen eingesetzt werden, muss auch die Sicherheit berücksichtigt werden.
Fähigkeiten und Qualifikationen
Um ein Ingenieur für autonome Fahrzeuge zu werden, sind ein starker Hintergrund in Informatik, Elektrotechnik oder Maschinenbau sowie Erfahrung mit Robotik, Sensorsystemen und maschinellem Lernen erforderlich.
In der Regel wird ein Bachelor-Abschluss in einem verwandten Bereich wie Technische Informatik, Mechatronik oder Informatik sowie einschlägige Berufserfahrung oder Praktika vorausgesetzt.
Einige Jobs erfordern möglicherweise einen Master- oder Doktortitel in einem verwandten Bereich.
Berufliche Verantwortlichkeiten
Die Aufgaben eines Ingenieurs für autonome Fahrzeuge könnten das Entwerfen und Implementieren von Softwarealgorithmen, das Herstellen und Integrieren von Sensorsystemen, das Testen und Bewerten autonomer Fahrsysteme und das Sicherstellen, dass sie Sicherheitsregeln einhalten, umfassen.
Ingenieure müssen mit den neuesten Entwicklungen und Trends in ihrem Bereich Schritt halten und ständig daran arbeiten, ihre Fähigkeiten und ihr Wissen zu verbessern.
Schul-und Berufsbildung
Um die notwendigen Fähigkeiten und Kenntnisse für eine Karriere in autonomen Fahrzeugen zu erwerben, können Einzelpersonen Kurse belegen oder Abschlüsse an Universitäten erwerben, die spezialisierte Programme in Robotik, Mechatronik oder autonomen Fahrzeugen anbieten.
Es gibt auch viele Online-Kurse und -Ressourcen wie Coursera, Udacity und edX, die Zertifizierungen und Abschlüsse in autonomer Fahrzeugtechnik anbieten.
Auch der Besuch von Konferenzen und das Knüpfen von Kontakten zu anderen Fachleuten in Ihrem Bereich können Ihnen wertvolle Einblicke geben und Ihnen helfen, in Ihrer Karriere voranzukommen.
Markttrends bei autonomen Fahrzeugen
In den nächsten Jahren wird erwartet, dass der globale Markt für selbstfahrende Autos stark wachsen wird.
Im Jahr 2020 wurde der Markt auf 76,13 Milliarden US-Dollar geschätzt, und es wird prognostiziert, dass er bis 2030 2.161,79 Milliarden US-Dollar erreichen wird, mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 40,1 % von 2021 bis 2030.
Mehrere Faktoren treiben dieses Wachstum voran, darunter die Weiterentwicklung von Smart Cities, die Entwicklung von Infrastruktur und Konnektivität sowie die steigende Nachfrage nach autonomen Fahrzeugen.
Segmentierung
Der Markt für autonome Fahrzeuge kann anhand mehrerer Faktoren segmentiert werden, darunter der Automatisierungsgrad und der Fahrzeugtyp.
- Automatisierungsgrad: Basierend auf dem, was sie können, können autonome Fahrzeuge in eine von fünf Kategorien eingeteilt werden
Level 5 ist völlig autonom und benötigt keine Hilfe von einer Person. Je automatisierter ein Auto ist, desto eher kostet es viel Geld. Im Jahr 2021 war das halbautonome Marktsegment ein großer Teil des globalen Marktes.
- Fahrzeugtyp: Der Markt für autonome Fahrzeuge wird von Pkw dominiert, die 2021 den Großteil des Marktanteils ausmachen.
Aber auch autonom fahrende Lkw und Busse werden zunehmend nachgefragt, insbesondere für den Einsatz in der Logistik und im öffentlichen Personennahverkehr.
Bedeutende Unternehmen auf dem Markt
Mehrere große Unternehmen sind auf dem Markt für selbstfahrende Autos führend.
- VolkswagenAG.
- Die Toyota Motor Corporation.
- Die Ford Motor Company.
- Die General Motors Company.
- Die BMW-Gruppe.
- DaimlerAG.
- Volvo Car Corporation.
- Tesla Inc.
- AudiAG.
- Honda Motor Co., Ltd.
Diese Unternehmen stecken viel Geld in Forschung und Entwicklung, um neue Technologien für autonome Fahrzeuge zu entwickeln
Sie werden wahrscheinlich einen großen Einfluss auf die Zukunft des Marktes haben.
Autonome Unterwasserfahrzeuge
Ein autonomes Unterwasserfahrzeug (AUV) ist ein unbemannter, ungebundener Roboter, der sich unter Wasser bewegen kann, ohne dass er ständig von einer Person an der Oberfläche kontrolliert werden muss.
AUVs werden häufig für Forschungszwecke im Ozean eingesetzt, wo sie zur Vermessung, Probenentnahme und Datenerfassung eingesetzt werden.
Bediener auf einem Schiff oder sogar an Land können sie programmieren oder steuern. Sie tragen eine Vielzahl von Werkzeugen für die Probenahme und Vermessung, wie Kameras, Sonar und Tiefensensoren.
Kraft und Mobilität
AUVs werden von speziellen Batterien, Brennstoffzellen oder Solarmodulen angetrieben, die aufgeladen werden können, sodass sie über lange Zeiträume eigenständig arbeiten können.
Sie können dorthin gehen, wo Boote nicht hinkommen, weil sie in flacheres Wasser gehen können. Dies macht sie nützlich, um Gebiete zu erkunden, in die größere Schiffe nicht gelangen können.
AUVs verfügen über Antriebssysteme, die es ihnen ermöglichen, sich schnell und präzise durch das Wasser zu bewegen.
Anwendungen
AUVs sind flexibel und können für viele verschiedene Dinge verwendet werden, wie zum Beispiel:
AUVs werden verwendet, um den Meeresboden zu untersuchen und die Qualität, Temperatur und den Salzgehalt des Wassers zu messen.
AUVs können verwendet werden, um Ölverschmutzungen im Auge zu behalten, Veränderungen in Korallenriffen zu finden und herauszufinden, woher die Verschmutzung kommt.
Militäroperationen: AUVs können zum Schutz vor Minen, zum Sammeln von Informationen und zum Aufspüren von U-Booten eingesetzt werden.AUVs werden in der Offshore-Öl- und Gasindustrie zur Inspektion und Wartung von Pipelines eingesetzt
Sie werden auch in der Schifffahrt zur Inspektion von Schiffsrümpfen eingesetzt.
Sicherheit und Haftung in autonomen Fahrzeugen
Da die Zahl der selbstfahrenden Autos auf den Straßen wächst, werden Fragen zur Sicherheit und zur Verantwortung immer wichtiger.
Kommt es mit einem autonomen Fahrzeug zu einem Unfall, kann es schwierig sein herauszufinden, wer schuld war und wer für den Schaden aufkommen muss.
An verschiedenen Orten gibt es unterschiedliche Gesetze und Vorschriften darüber, wer für einen Unfall mit einem autonomen Fahrzeug verantwortlich ist, und es gibt noch keine klare Einigung darüber, wie die Haftung bei einem Unfall mit einem autonomen Fahrzeug entschieden wird.
Haftung für Unfälle mit autonomen Fahrzeugen
Wenn ein autonomes Auto abstürzt, muss der Hersteller des Autos möglicherweise für den Schaden aufkommen. Denn der Crash könnte durch Unachtsamkeit des automatisierten Fahrsystems verursacht worden sein.
Das Gesetz könnte sagen, dass die Menschen, die diese Autos herstellen, für jeden Unfall verantwortlich sind, der durch das automatisierte Fahrsystem verursacht wird.
Autokonzerne wie Volvo, Mercedes und Google haben angedeutet, dass sie verantwortlich sind, wenn eines ihrer vollautonomen Autos einen Unfall verursacht.
Aber es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass, wenn ein selbstfahrendes Auto in einen Unfall gerät, es möglicherweise nicht die Schuld des Autos ist.
Wenn ein anderer Fahrer so etwas wie zu schnelles Fahren, eine rote Ampel überfahren oder rücksichtslos fahren würde, wäre weder der Fahrer des selbstfahrenden Autos noch das Auto selbst schuld.
Wenn in diesem Fall ein selbstfahrendes Auto in einen Unfall gerät, könnte der andere Fahrer schuld daran sein, dass er fahrlässig gefahren ist, oder ein Grundstückseigentümer könnte schuld daran sein, dass er einen gefährlichen Bereich hat.
Versicherungsleistungen und Schäden
Nach einem Unfall in einem autonomen Fahrzeug ist es für Opfer möglicherweise einfacher, Versicherungsgelder zu bekommen, weil der Fahrer fast nicht mehr verantwortlich ist.
Wenn ein autonomes Fahrzeug in einen Unfall gerät, könnte der Schaden vom Fahrzeughersteller, dem Fahrer des autonomen Fahrzeugs, einem Dritten oder einer Kombination dieser Parteien bezahlt werden, abhängig von den Besonderheiten des Unfalls und den Gesetzen des Landes Ort, an dem sich der Unfall ereignet hat.
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Anwendungsfälle
| Benutzt in: | Beschreibung: |
|---|---|
| Persönlicher Transport | Selbstfahrende Autos könnten für den persönlichen Transport genutzt werden, sodass die Menschen nicht selbst fahren müssten. Dies könnte besonders hilfreich für Menschen sein, die nicht fahren können, eine Behinderung haben oder keinen Zugang zu einem Auto haben. |
| Mitfahrgelegenheiten | Selbstfahrende Autos könnten für Dienste wie Uber und Lyft verwendet werden, was den Bedarf an menschlichen Fahrern verringern und den Dienst für die Fahrgäste billiger machen könnte. Verkehrsmittel für die Öffentlichkeit: Selbstfahrende Autos könnten für den öffentlichen Verkehr eingesetzt werden, wodurch dieser schneller und zuverlässiger wird, ohne dass ein Fahrer benötigt wird. |
| Warenlieferung | Autonome Fahrzeuge könnten zur Lieferung von Waren eingesetzt werden, was den Bedarf an menschlichen Fahrern verringern und den Lieferprozess beschleunigen und Geld sparen könnte. |
| Industrieller Transport | Autonome Fahrzeuge könnten verwendet werden, um Waren in industriellen Umgebungen wie Fabriken, Lagern und Häfen zu bewegen. Dies würde die Effizienz verbessern und das Unfallrisiko senken. |
| Landwirtschaft | Autonome Fahrzeuge könnten in der Landwirtschaft eingesetzt werden, um beispielsweise Felder zu pflügen, Samen zu säen und Ernten zu sammeln. |
| Bergbau | Autonome Fahrzeuge könnten im Bergbau eingesetzt werden, um Dinge wie Erz zu transportieren, zu bohren und zu graben, was Unfälle reduzieren und den Prozess effizienter machen würde. Autonome Fahrzeuge könnten vom Militär für Aufgaben wie Transport, Überwachung und Aufklärung eingesetzt werden. |
| Notdienste | Selbstfahrende Autos könnten für Rettungsdienste eingesetzt werden, etwa um Verletzte in Krankenhäuser zu bringen oder medizinische Versorgung zu transportieren. |
Abschluss
Wie wir gesehen haben, verändert sich die Welt der selbstfahrenden Autos schnell und wird auch in Zukunft die Art und Weise verändern, wie wir uns fortbewegen.
Aber es geht nicht nur um die Technologie; es geht auch darum, wie es die Gesellschaft als Ganzes beeinflussen wird.
Selbstfahrende Autos könnten die Art und Weise, wie wir leben und arbeiten, in vielerlei Hinsicht verändern, z. B. Durch die Reduzierung von Verkehr und CO2-Emissionen und durch die Schaffung neuer Geschäftsmodelle und Beschäftigungsmöglichkeiten.
Aber jede neue Technologie bringt ihre eigenen Probleme und moralischen Fragen mit sich.
Bevor man sich vollständig der autonomen Fahrzeugbewegung anschließt, gibt es viele Dinge zu bedenken, wie Haftung und Versicherung und die Möglichkeit, dass Arbeitsplätze in bestimmten Bereichen verloren gehen könnten.
Als Ingenieure und zukünftige Führungskräfte auf diesem Gebiet liegt es an uns, uns mit diesen Problemen auseinanderzusetzen und die Zukunft des Transportwesens so zu gestalten, dass alle davon profitieren.
Der vor uns liegende Weg mag holprig sein, aber wenn wir die richtige Einstellung haben und uns für Innovation und Fortschritt einsetzen, können wir eine sicherere, effizientere und nachhaltigere Welt für zukünftige Generationen schaffen.
Lassen Sie uns also die Chancen nutzen und uns den Problemen direkt stellen.
Selbstfahrende Autos sind nicht nur ein technologischer Fortschritt; sie sind auch eine soziale, und es liegt an uns, dafür zu sorgen, dass sie der Gesellschaft als Ganzes helfen.
Als Ingenieure haben wir die einzigartige Chance, an der Spitze dieser Revolution zu stehen, und wir sollten das nicht als selbstverständlich ansehen.
Wir haben die Kontrolle über die Zukunft, also lasst uns das Beste daraus machen.
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