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Die Hochschule für Angewandte Wissenschaften erforscht System- und Echtzeitprogrammierung für intelligente Auto-Steuerungen.

Foto: Axel Heimken

Informatiker arbeiten an Zukunftsauto 2021 mit Nervensystem

erschienen am 10.07.2013

Hamburg (dpa/lno) - Unzählige Funktionen sind in Autos miteinander verkabelt. Langsam stoßen die Geräte an ihre technischen Grenzen. Eine mögliche Lösung - die Übertragungsform Ethernet.

Wie wir uns künftig in Fahrzeugen fortbewegen, ist in Science-Fiction-Filmen hinlänglich bekannt: Autos rollen wie eine Flotte Raumschiffe über blinkende Bahnen. Ein Bordcomputer leitet sie per Auto-Pilot ans gewünschte Ziel, Unfälle gehören der Vergangenheit an - wegen eingebauter Schutzschilde, dank derer die Wagen automatisch ausweichen. Schon heute parken Autos ohne menschliches Zutun ein, Sensoren warnen auf der Windschutzscheibe vor zu schnellem Fahren, Kameras suchen die Umgebung nach Gefahren ab.

Möglich machen dies Steuergeräte, die so etwas wie die Regler der einzelnen elektronischen Bauteile sind und im Innenleben des Autos miteinander kommunizieren. Mehrere tausend Schnittstellen sind in modernen Pkw verbaut - die Anforderungen an sie nehmen stetig zu. «Immer mehr Funktionen überfordern zunehmend die Fahrzeugnetzwerke», sagt Franz Korf, Informatiker der Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg. Es zeichne sich ab, dass die herkömmlichen Leitungen, die zum Austausch von Informationen benötigt werden, bald an ihre Grenzen stoßen.

In einem Forschungsprojekt entwickelt Korf eine intelligente Bordnetz-Architektur für das Auto - was man mit einer neuen Art von Nervensystem für Fahrzeuge vergleichen könnte. Das Ziel: Ein einziges schnelles Ethernetkabel soll die schier unüberschaubare Zahl kleiner Kabel ersetzen, um so Herr über das elektronische Sprachengewirr zu werden - und den Weg für größere Datenpakete zu bahnen. «Datenpakete müssen zwischen Geräten zum richtigen Zeitpunkt übertragen werden. Wenn die Rückfahrkamera für den Bruchteil einer Sekunde später reagiert, kann es sein, dass ich mit einem Fahrrad zusammenstoße», sagt Korf.

Ethernet wird längst im Alltag verwendet und verbindet über sogenannte Switche in Büros den Computer etwa mit dem Drucker. Bis 2021 soll die von Korf erforschte Technologie in Luxus-Limousinen serienmäßig eingebaut werden. Das Bundesforschungsministerium unterstützt das dreijährige Projekt, das im vergangenen Herbst an den Start ging, mit rund 310 000 Euro. Die Bundesregierung begrüße damit die Entwicklung «einer leistungsfähigen und intelligenten Fahrzeugelektronik», teilte das Ministerium mit.

Mit seinem wissenschaftlichen Mitarbeiter Till Steinbach forscht Korf an einer Maschine, die auf den ersten Blick wie ein Simulator für Autorennen aussieht: Vor einem PC-Bildschirm ist ein Lenkrad aufgebaut, über einem mit Computerplatinen vollgepackten Schaukasten springt ein Scheinwerfer an. Daneben schiebt sich eine Achse via Tastendruck hin und her. Im Inneren testet gleichzeitig der Rechner, ob das digitale Nervensystem die Signale über das Ethernet-Kabel zu den Bauteilen richtig überträgt, sagt Steinbach.

Der Unterschied: Bisher würden alle Informationen zuerst in einer Art Zentralhirn in der Mitte des Autos gesammelt und erst dann an die Bauteile verteilt, erläutert Steinbach am Bildschirm. «Weil aber nicht alle Daten in der Mitte gebraucht werden, ist das heutige System ziemlich ineffizient.» Mit Ethernet sollen Datenpakete den kürzesten Weg vom Sender zum Empfänger nehmen, ohne diese zentrale Postzentrale passieren zu müssen, erläutert Korf. «Die Ethernet-Leitung ist um das 200-fache schneller als die herkömmlichen kleinen Bus-Kabel. Auf kurz oder lang können Autobauer mit Ethernet Kosten sparen, weil weniger Kabel benötigt werden», sagt Steinbach.

Das Forschungsprojekt an der HAW ist freilich nicht die einzige Zusammenarbeit zwischen Automobilindustrie und Informatikern. So arbeiteten etwa Wissenschaftler und deutsche Autoschmieden in «Sichere Intelligente Mobilität - Testfeld Deutschland» (SIM-TD) zusammen - ein Projekt, in dem nach Angaben des Verbandes der Automobilindustrie (VDA) über mehrere Jahre im Großraum Frankfurt getestet wurde, ob Sendemasten am Straßenrand die Autofahrer über weite Entfernungen schnell und zuverlässig vor aktuellen Verkehrsgefahren warnen können.

Unterstützung erhalten die Hamburger von mehreren Projektpartnern - dem Institut für Informatik OFFIS der Universität Oldenburg, dem Forschungs- und Entwicklungslabor C-LAB in Paderborn, sowie der Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr (IAV). Diese entwirft auf Grundlage der Forschungsergebnisse einen Prototypen, der mit der neuen Ethernet-Technologie im kommenden Frühjahr zusammengebaut werden soll. Für die IAV-Ingenieure sei die Arbeit von Korfs Team von großem Interesse, um herauszufinden, wie sich Nachrichtenarten miteinander vertragen würden und wo es bei der Übertragung noch Verzögerungen gebe, sagt René Röllig, Senior Projektleiter bei IAV.

Jedoch birgt die neue Technik auch Gefahren: «Die bisherigen Bus-Systeme sind nur einer relativ kleinen Menge von Entwicklern bekannt. Dagegen ist Ethernet seit den 1980er Jahren der Standard schlechthin für die Kommunikation zwischen Rechnern und Servern und deshalb auch Hackern ein Begriff», sagt Bernd Klusmann vom Branchenverband Bitkom. Schlimmstenfalls könnten sie sich über ein Funknetz Zugang auf das digitale Nervensystem verschaffen - und so teilweise die Kontrolle über das Auto erlangen. «Steht das Fahrzeug auf einem Parkplatz, könnten Kriminelle wichtige Funktionen manipulieren», erklärt Klusmann. Wichtig sei daher, auch Sicherheitssysteme wie Firewalls in Autos einzubauen.

Es war ein Testlauf, ob «sprechende» Autos Unfälle im Straßenverkehr verhindern können: Die Autoindustrie hat die Kommunikation von Autos untereinander erprobt. Ziel des fünfjährigen Pilotprojekts mit dem Namen «Sichere Intelligente Mobilität - Testfeld Deutschland» (SIM-TD) war es ein System zu entwickeln, das über Funk Informationen zur Verkehrslage zwischen Autos, Ampeln, Verkehrsleitzentralen und Funkstationen austauscht.

Künftig sollen mit dieser Technologie Unfälle reduziert, Staus vermieden und Sprit gespart werden. Mit Hilfe von über hundert WLAN-Stationen, die an der Straße aufgebaut waren, sowie über das Mobilfunknetz unterhielten sich die Autos untereinander über Verkehrsereignisse oder teilten der Verkehrszentrale die aktuelle Lage mit.

Nach dem erfolgreichen Abschliß des Pilotprojekts soll die Technologie Schritt für Schritt in die Flotten der deutschen Autoschmieden eingebaut werden.

 
© Copyright dpa Deutsche Presse-Agentur GmbH
 
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