Die Straße zur Autobahn ist im dichten Nebel nur schwer zu erkennen. Der Fahrer erhält Informationen über einen zu geringen Abstand zum Vorderfahrzeuge sowie zur Lage seines Fahrzeugs in der Spur. Beim Einfädeln auf die Autobahn signalisiert ein Spurwechselassistent eine zu kleine Lücke. Auf ein herannahendes Fahrzeug weist die Totewinkelüberwachung hin und das Spurerkennungssystem bereitet den Fahrer auf die bald endende Auffahrt vor.
Immer leistungsfähigere Assistenzsysteme in verkehrstechnischen Anwendungen helfen den Straßenverkehr sicherer zu machen und unterstützen ein effizientes Verkehrsgeschehen. Was in der Luftfahrt schon längst Standard ist, gilt auch im Automobil, in der Bahn und im Schiff: Die Gefahr, an einem Unfall beteiligt zu sein, kann durch Assistenzsysteme signifikant gesenkt werden. Bei der Entwicklung solcher Systeme darf der Mensch nicht vergessen werden. Zum Beispiel ist dies bei der Konzeptionierung und Entwicklung ihrer technischen Funktion ebenso zu berücksichtigen wie bei der Gestaltung ihrer Bedienung. Dies sind einzelne Teilaspekte, die einen starken Einfluss auf die Qualität der Mensch/Maschine-Interaktion haben können – siehe Interview mit Andreas Lüdtke ab Seite 8.
Um schon bei der Systementwicklung die MM-Interaktion simulieren zu können, müssen Methoden und Modelle zur Entwicklung von Assistenzsystemen gefunden werden, die reale Verkehrssituationen abbilden und berechenbar machen sowie flexible Interaktion von Mensch und Maschine ermöglichen. Mit diesen Themen hat sich das Forschungs- und Entwicklungsprojekt IMoST (Integrated Modeling for Safe Transportation) in seiner zwei-phasigen Laufzeit von April 2007 bis Mai 2013 intensiv beschäftigt.
IMoST: Erste Schritte der disziplinenübergreifenden Zusammenarbeit
Zu Beginn der ersten Phase (April 2007 bis Mai 2010) war von den beteiligten Partnern - dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), dem Oldenburger Forschungs- und Entwicklungsinstitut für Informatik (OFFIS) und der Carl von Ossietzky Universität Oldenburg - noch nicht vollständig abzusehen, welche weitreichenden Effekte sich aus der interdisziplinären und institutsübergreifenden Forschungskooperation ergeben werden.
In IMoST beschäftigten sich Informatiker, Physiker und Psychologen mit der Entwicklung von Assistenzsystemen, wobei Methoden und Verfahren zur Modellierung des Menschen in Computermodellen im Mittelpunkt standen. Die ersten Ergebnisse, wie z.B. die auf empirischen Daten basierenden Fahrermodelle, sind von hoher wissenschaftlicher, aber ebenso bedeutender industrieller Relevanz. Die Resultate aus IMoST erlauben es industriellen Partnern, neue Konzepte und Designs für Assistenzsysteme frühzeitig (modellbasiert) kritisch zu reflektieren und zu testen.
Die im Rahmen von IMoST etablierten Strukturen der Kooperationen bauten sich in der insgesamt sechs-jährigen Laufzeit kontinuierlich aus. Es entwickelte sich ein Forschungsumfeld, in dem nationale und europäische FuE-Projekte mit umfassender industrieller Beteiligung entstanden. Beispiele für große, europäische Projekte sind D3CoS und HoliDes, die im ARTEMIS Programm eingebettet sind, sowie isi-PADAS und HUMAN, die durch das 7te Rahmenprogramm gefördert wurden. In diesen Projekten werden/wurden die Ergebnisse von IMoST auf andere Verkehrsdomänen angewandt (z.B. See- und Luftfahrt) sowie inhaltlich erweitert (z.B. in konkreten Anwendungsszenarien, wie einem Spurwechselassistenten, oder in einer Methodenentwicklung für adaptive MM-Systeme). Durch diese weiteren FuE-Projekte vernetzt und verstärkt sich die nationale und europäische FuE-Landschaft im Bereich MM-Interaktion in sicherheitsrelevanten Anwendungen effektiv.
Langfristige Kooperationen ermöglichen innovatives FuE-Umfeld
Eine steigende Anzahl direkter und indirekter Partner bringen das Thema der MM-Interaktion auch in das Kompetenznetzwerk SafeTRANS ein, welches das DLR, das OFFIS und die Universität Oldenburg 2006 mitgründeten. SafeTRANS ermöglicht es den Partnern ihr Netzwerk zu erweitern, die Ergebnisse aus FuE-Projekten in die eigenen Aktivitäten aufzunehmen sowie weitere FuE-Projekte anzustoßen. Das DLR kann beispielsweise IMoST-Ergebnisse in einzelne Teile der Anwendungsplattform für Intelligente Mobilität „AIM“ in Braunschweig einfließen lassen.
Zur Vorbereitung von neuen Projekten werden u.a. FuE-Themen ausgearbeitet, zwischen den beteiligten Partnern abgestimmt und in nationale und europäische Förderprogramme verankert. SafeTRANS ist national sehr gut etabliert und vertritt seine Partner auf europäischer Ebene durch EICOSE, das European Institute for Complex Safety Critical Systems Engineering (mehr zu EICOSE in SafeTRANS News 2/2009, ab Seite 12).
Und nicht nur geografisch wächst die Forschungslandschaft im Bereich der MM-Interaktion, auch thematisch werden neue Horizonte erreicht, denn die Ergebnisse zur Modellierung der MM-Interaktion aus den FuE-Projekten und die technologische Verbesserung der Hard-/Software führen zu immer feineren Modellen und werfen neue Fragen auf. Zum Beispiel: Wie können sich menschliche und computerbasierte Teilleistungen bruchlos ergänzen, um eine sichere und umweltverträgliche Mobilität zu ermöglichen? Oder: Wie können der Mensch und die Assistenzsysteme in Echtzeit hinreichend präzise informiert werden und sich abstimmen? Nicht zuletzt verlangt der ingenieursmäßige Entwurfsprozess nach ausführbaren sowie skalier- und flexibel komponierbaren Modellen, welche kognitive als auch technische Phänomene im gesamten Verkehrsszenario wie auch bei der individuellen Interaktion ermöglichen. Unter anderem mit diesen und weiteren Fragen und Themen beschäftigt sich das im April 2013 gestartete Forschungszentrum für sozio-technische Systeme, das an der Universität Oldenburg angesiedelt ist und durch das DLR, OFFIS und SafeTRANS mitgetragen wird (siehe SafeTRANS News 1/2013, Seite 3). Das Forschungszentrum ermöglicht praxisnahe FuE-Projekte, an denen Wissenschaftler sowie Forscher und Entwickler aus der Industrie in virtuellen Gruppen, aber auch direkt durch die Entsendung von Mitarbeitern zusammenarbeiten. Die Ergebnisse der Projekte werden in sogenannten Living Labs in Anwendungsszenarien überführt und im College, das an der Universität Oldenburg entsteht, mit der nötigen wissenschaftlichen Grundlagenforschung unterfüttert. Dadurch wird die bisher entstandene Innovationslandschaft im Bereich der MM-Interaktion zwischen der Universität Oldenburg, dem DLR, dem OFFIS und SafeTRANS weiter gefestigt und durch neue Strukturen wie auch Partner systematisch erweitert.
In Zukunft werden die Fragen nicht weniger spannend und nehmen an Bedeutung zu, denn die Qualität der MM-Interaktion ist mit entscheidend für die Wirkung und Akzeptanz von Assistenzsystemen.
www.dlr.de/ts
www.offis.de
www.uni-oldenburg.de
www.safetrans-de.org
www.eicose.eu
