Forschungsprojekt KI-Funktionsmodule machen autonomes Fahren sicherer

Autonomes Fahren ist in greifbarer Nähe, doch an der Sicherheit hapert es noch. Ein Forschungsprojekt widmet sich nun der Entwicklung abgesicherter KI-Funktionsmodule für hochautomatisiertes Fahren. Auch an der Standardisierung wird gearbeitet.

Ein autonomes Fahrzeug muss seine Umwelt wahrnehmen und auf diese adäquat reagieren können. Diese Umfelderkennung muss in der Lage sein, die Bewegungen anderer Verkehrsteilnehmender – etwa von Fußgängern – zu interpretieren und daraus Intentionen für deren weiteres Verhalten abzuleiten. In hochautomatisierten Fahrzeugen werden diese Aufgaben zunehmend von künstlicher Intelligenz übernommen. Solche auf maschinellem Lernen beruhenden KI-Funktionsmodule entwickeln sich damit zu einer Schlüsseltechnologie.

Eine der größten Herausforderungen bei der Integration solcher Technologien in hochautomatisiert fahrende Autos ist es, die gewohnte funktionale Sicherheit bisheriger Systeme zu gewährleisten. Denn existierende und etablierte Absicherungsprozesse lassen sich nicht ohne weiteres auf maschinelle Lernverfahren übertragen. Diese Herausforderung soll im Forschungsprojekt »KI-Absicherung« angegangen werden, an dem 25 Partnerunternehmen und -institutionen mitarbeiten.

Das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie mit 19,2 Mio. Euro geförderte Forschungsprojekt hat ein Gesamtbudget von 41 Mio. Euro – inklusive der Beiträge der beteiligten Partner. Neben Volkswagen als Projektleiter übernimmt das Fraunhofer-Institut für Intelligente Analyse- und Informationssysteme IAIS die stellvertretende Leitung und wissenschaftliche Koordination des Projekts, das bis Juni 2022 laufen wird.

»KI-Funktionsmodule können automatisiertes Fahren sicherer machen, zum Beispiel durch KI-basierte Fußgängererkennung. Das muss jedoch für den Einsatz im Straßenverkehr nachweisbar sein«, betont der stellvertretende Konsortialführer Dr. Michael Mock vom Fraunhofer IAIS, der die wissenschaftliche Koordination des Projekts leitet.

Ziel ist ein Industriekonsens

Das Projektkonsortium verfolgt das Ziel, eine stringente und nachweisbare Argumentationskette für die Absicherung und Freigabe von KI-Funktionsmodulen für hochautomatisiertes Fahren aufzubauen. Dafür wird im Projekt eine Prozesskette mit offenen standardisierten Schnittstellen zur Erzeugung hochwertiger und reproduzierbarer synthetischer Trainings- und Testdatensätze erzeugt.

Außerdem werden KI-Algorithmen zur Fußgängererkennung programmiert und vorwiegend mit diesen erzeugten synthetischen Daten trainiert und getestet. Dadurch lassen sich Methoden und Maßnahmen entwickeln, die dazu geeignet sind, die Argumentationskette zur prinzipiellen Absicherung mit messbaren Leistungs- und Sicherheitsmaßen für KI-Funktionsmodule zu untermauern. Mit Hilfe der im Projekt gewonnenen Erkenntnisse soll im Dialog mit Standardisierungsgremien und Zertifizierungsstellen die Grundlage für einen Industriekonsens zur Absicherung solcher KI-Funktionsmodule gelegt werden.

Das Verbundprojekt wird im Rahmen der Leitinitiative »Autonomes und vernetztes Fahren« des Verbandes der Deutschen Automobilindustrie (VDA) durchgeführt und ist Teil der KI-Strategie der Bundesregierung, die den Standort Deutschland langfristig für die neuen Schlüsseltechnologien aufstellen soll.