Das Versprechen autonomer Fahrzeuge (AVs), den Verkehr durch verbesserte Sicherheit und Effizienz zu verändern, hat sowohl die Öffentlichkeit als auch die politischen Entscheidungsträger in ihren Bann gezogen. Durch die Automatisierung der Fahraufgabe sollen AVs die Hauptunfallursache - menschliches Versagen - beseitigen. Die Realität ist jedoch komplexer, da die aufkommende Technologie der AVs auch einzigartige Sicherheitsherausforderungen mit sich bringt.

Eine neue Studie, die in Nature Communications veröffentlicht wurde, bietet eine detaillierte vergleichende Analyse von Unfällen mit AVs und von Menschen gesteuerten Fahrzeugen (HDVs). Die Forscher Mohamed Abdel-Aty und Shengxuan Ding von der University of Central Florida nutzten einen Datensatz von über 37.000 Unfällen, um die unterschiedlichen Merkmale und Risikofaktoren der beiden Fahrzeugtypen aufzudecken.

"Es gibt eine anhaltende Debatte über die Sicherheit von autonomen Fahrzeugen im Vergleich zu von Menschen gesteuerten Autos", erklärt Ding. "Unser Ziel war es, eine strenge, datengestützte Analyse durchzuführen, um Licht in diese wichtige Frage zu bringen.

Die Forscher stellten Daten aus verschiedenen Quellen zusammen, darunter das California Department of Motor Vehicles, die National Highway Traffic Safety Administration und das Statewide Integrated Traffic Records System. Insgesamt umfasste der Datensatz 2.100 AV-Unfälle und 35.133 HDV-Unfälle und bot damit eine umfassende Vergleichsgrundlage.

Die Analyse brachte einige überraschende Ergebnisse zutage, die die gängigen Vorstellungen über die relative Sicherheit von AVs in Frage stellen.

Gefährliche Bedingungen für AVs
Eine der wichtigsten Erkenntnisse war, dass AVs zwar in vielen Szenarien ein geringeres Unfallrisiko als HDVs aufweisen, dass aber unter bestimmten Bedingungen auch das Gegenteil der Fall ist.

"Wir haben festgestellt, dass AV-Unfälle bei Dämmerung und bei Wendemanövern wahrscheinlicher sind als HDV-Unfälle", sagt Abdel-Aty.

Insbesondere war die Wahrscheinlichkeit, dass sich ein AV-Unfall in der Dämmerung ereignet, mehr als fünfmal so hoch wie bei einem HDV. Für Abbiegeszenarien war die Wahrscheinlichkeit fast doppelt so hoch.

"Dies deutet darauf hin, dass die von autonomen Fahrzeugen verwendeten Sensoren und Algorithmen Schwierigkeiten haben könnten, sich schnell an wechselnde Lichtverhältnisse anzupassen oder die Komplexität des Abbiegens an Kreuzungen zu bewältigen", erklärt Abdel-Aty.

Die Forscher stellen die Hypothese auf, dass die Schatten, Reflexionen und dynamischen Lichtveränderungen in der Morgen- und Abenddämmerung die visuellen Wahrnehmungssysteme von AVs verwirren können, was ihre Fähigkeit beeinträchtigt, Hindernisse und andere Fahrzeuge genau zu erkennen. Auch die für das Abbiegen erforderliche multifaktorielle Entscheidungsfindung mit Faktoren wie Gegenverkehr, Fußgängern und engen Räumen scheint für die aktuelle Generation von AVs eine große Herausforderung darzustellen.

"AVs neigen dazu, in solchen Situationen sehr vorsichtig zu sein, was das Risiko erhöht, von menschlichen Fahrern, die das Zögern des AVs nicht voraussehen können, angefahren oder gestreift zu werden", fügt Ding hinzu.

Diese Ergebnisse unterstreichen, dass es trotz der Fortschritte in der AV-Technologie noch einige kritische Einschränkungen gibt, die angegangen werden müssen, bevor die Sicherheitsvorteile voll ausgeschöpft werden können.

Vorteile von AVs

Die Studie zeigte auch Bereiche auf, in denen AVs in Bezug auf das Unfallrisiko besser abschneiden als HDVs. Vor allem die Wahrscheinlichkeit von Auffahr- und Frontalzusammenstößen ist bei AVs im Vergleich zu von Menschen gesteuerten Fahrzeugen deutlich geringer.

"Die fortschrittlichen Sensoren, automatischen Bremssysteme und die präzise Fahrzeugsteuerung von AVs scheinen diese Art von häufigen Unfallszenarien recht effektiv zu verhindern", sagt Ding.

Die Forscher führen dies auf die schnellen Reaktionszeiten und koordinierten Reaktionen von AV-Systemen zurück, die potenzielle Kollisionen früher erkennen und entsprechende Ausweichmanöver einleiten können. Funktionen wie der adaptive Tempomat und der Spurhalteassistent spielen eine wichtige Rolle bei der Einhaltung sicherer Abstände bzw. der Einhaltung der Fahrspur.

Außerdem ergab die Analyse, dass AV-Unfälle im Vergleich zu HDV-Unfällen seltener zu mittelschweren oder tödlichen Verletzungen führen. Dies deutet darauf hin, dass die Sicherheitssysteme und die kontrollierte Fahrdynamik von AVs besser geeignet sind, die Schwere von Unfällen zu mindern, wenn sie sich ereignen.

"Es ist wichtig zu wissen, dass selbst in Szenarien, in denen AVs ein höheres Unfallrisiko hatten, die Verletzungen tendenziell weniger schwer waren", betont Abdel-Aty. "Dies spricht für das Potenzial dieser Technologie, Leben zu retten, auch wenn die Unfallhäufigkeit noch nicht in allen Situationen mit der von menschlichen Fahrern vergleichbar ist.

Die Forscher fanden auch heraus, dass AV-Unfälle seltener mit gefährlichen Fahrerverhaltensweisen wie Ablenkung oder Beeinträchtigung einhergehen, was das Potenzial des autonomen Fahrens unterstreicht, einen wichtigen Faktor für Unfälle zu eliminieren.

Den Übergang meistern

Wie bei jeder bahnbrechenden Technologie wird auch die Integration von AVs in das bestehende Verkehrssystem eine sorgfältige Navigation der Herausforderungen und Kompromisse erfordern.

"Wir befinden uns in einer Übergangsphase, in der sich AVs und HDVs die Straßen teilen, was eine einzigartige Sicherheitsdynamik mit sich bringt, die besser verstanden werden muss", sagt Ding.

Die Studie hebt mehrere Bereiche hervor, auf die sich politische Entscheidungsträger, Automobilhersteller und Technologieentwickler konzentrieren sollten, um die Sicherheitsvorteile von AVs zu maximieren und gleichzeitig die Risiken zu minimieren:

Verbesserungen der Sensoren und Algorithmen: Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die derzeitigen Sensor- und Entscheidungsfindungsfähigkeiten von AV bei bestimmten Umweltbedingungen und komplexen Fahrszenarien unzureichend sein könnten. Die Verbesserung der Leistung von Kameras, LiDAR, Radar und der zugehörigen Algorithmen für die Objekterkennung, -verfolgung und -wegplanung wird von entscheidender Bedeutung sein.

Anpassungen der Infrastruktur: Die Forscher stellen fest, dass die Herausforderungen, denen sich AVs in Abbiegeszenarien gegenübersehen, durch infrastrukturelle Anpassungen wie spezielle Abbiegespuren, für autonomes Fahren optimierte Verkehrssignale und verbesserte Straßenmarkierungen und -beschilderungen gemildert werden könnten.

Regulatorische Rahmenbedingungen: Da sich die AV-Branche weiterhin schnell entwickelt, müssen die politischen Entscheidungsträger klare Sicherheitsstandards, Testprotokolle und Maßnahmen zur Rechenschaftspflicht festlegen, um einen verantwortungsvollen Einsatz der Technologie zu gewährleisten.

Öffentliche Aufklärung und Akzeptanz: Die Förderung des öffentlichen Vertrauens in AVs wird für eine breite Akzeptanz entscheidend sein. Eine transparente Berichterstattung über Unfalldaten sowie die Aufklärung der Verbraucher über die Möglichkeiten und Grenzen der Technologie können dazu beitragen, die Erwartungen zu steuern und sicherere Interaktionen zwischen AVs und menschlichen Fahrern zu fördern.

"Diese Studie verdeutlicht, dass wir uns noch in der Anfangsphase der Einführung autonomer Fahrzeuge befinden und noch viel Arbeit vor uns liegt, um den vollen Nutzen für die Sicherheit zu erreichen", sagt Abdel-Aty. "Die Daten zeigen aber auch das enorme Potenzial dieser Technologie, Leben zu retten und den Verkehr zu verändern.

Während das Rennen um die Markteinführung von AVs weitergeht, unterstreichen die Erkenntnisse aus dieser Studie die Bedeutung eines maßvollen, evidenzbasierten Ansatzes, der die Sicherheit über alles stellt. Nur dann können wir das Versprechen einer Zukunft mit autonomen Fahrzeugen verwirklichen, die wirklich sicherer sind als ihre von Menschen gesteuerten Pendants.