Werden wir in naher Zukunft unsere Autos noch selbst steuern?

Eines der meist diskutierten Themen in den vergangenen Monaten ist bestimmt die Digitalisierung in den verschiedenen Industrien. Auch in der Automobilbranche spielt die Digitalisierung eine unglaublich wichtige Rolle. In und rund um das Auto werden jeden Tag neue Technologien entwickelt. Wir von der Garage Galliker Gruppe beobachten diese Themen laufend und sind mit verschiedenen Experten in Kontakt. So können wir sicherstellen, dass wir unseren Kunden nicht nur jederzeit alle Fragen beantworten können, sondern auch der Konkurrenz stets einen Schritt voraus sind.

Aus Sicht des Staats stellt sich insbesondere bei der langfristigen Planung der Verkehrssysteme die Frage, zu welchem Zeitpunkt er aktiv eingreifen soll. Aus Sicht der Raumentwicklung interessieren weniger die technologischen Aspekte des Autos der Zukunft, sondern vielmehr die Auswirkungen, die Innovationen auf den Raum und unsere Lebensweise haben. Zwei Szenarien für die Mobilität 2040. Von Christian Egeler

Die Planung unserer Infrastruktur in der Schweiz wäre deutlich einfacher, wenn wir die Zukunft kennen würden. Rückblicke auf frühere Zukunftsvorstellungen können amüsant sein, insbesondere natürlich, wenn sie falsch sind. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts hatte man beispielsweise in London Angst, dass man aufgrund der immer häufigeren Pferdekutschen bald im Pferdemist stecken bleibt. Mit der Einführung des Autos 1.0 verschwand dieses Problem unauffällig; allerdings hätte damals wohl niemand gedacht, dass man 100 Jahre später meist langsamer durch London fährt als zur Zeit der Pferdekutschen.

Die letzten 25 Jahre waren geprägt von einer stetigen Weiterentwicklung der Verkehrssysteme. Auch die Entwicklung des Autos war evolutiv. Mit den ersten Ideen des Autos 4.0 scheinen wir aber am Anfang grösserer Veränderungen zu stehen. Eines scheint sicher: Fahrzeuge, die sich autonom bewegen, werden die Mobilität verändern. Allerdings sind das Ausmass, die Geschwindigkeit und die Auswirkungen dieser Entwicklung schwierig vorauszusagen.

Anhand von zwei persönlichen Szenarien für das Jahr 2040 wird im Folgenden beleuchtet, wie unterschiedlich sich das Leben einer Familie mit zwei Kindern abspielen könnte. Gemeinsam haben die beiden Ausblicke, dass voll-autonome Fahrzeuge verfügbar sind und dass die Familie in einem Mehrfamilienhaus in einer Gemeinde in einer mittelländischen schweizerischen Agglomeration abseits einer grossen Verkehrsachse wohnt.

Szenario 1: My Car is my Castle

Aufgrund der günstigen Preise autonomer Fahrzeuge hat sich die Familie, wie viele andere Nachbarn, gleich zwei solcher trendigen Fahrzeuge angeschafft und gemäss den Bedürfnissen der Familie individuell ausgestattet. Das eine Fahrzeug bietet Platz für die ganze Familie, ist wie ein kleines Wohnzimmer eingerichtet und ist bei Nichtgebrauch jeweils in der Einstellhalle der Liegenschaft parkiert. Das andere steht in der Regel bei einem Parkplatzanbieter ausserhalb des Dorfes. Dieses Fahrzeug holt den Vater jeden Morgen pünktlich vor dem Haus ab und fährt ihn direkt zu seinem Arbeitsplatz in der benachbarten Agglomeration. Der Vater schätzt, dass er unterwegs die wichtigsten Dokumente ungestört lesen, telefonieren oder sich bei lauter Musik entspannen kann. Seit die Autobahnen ausschliesslich automatisierten Fahrzeugen vorbehalten sind, kommt der Verkehr dort unterdessen trotz des vielen Mehrverkehrs relativ gut durch. Einige Nadelöhre wurden behoben und fast überall konnte wegen der Automatisierung eine zusätzliche Spur realisiert werden. Da das untergeordnete Strassennetz nicht dementsprechend ausgebaut werden konnte, stauen sich die Fahrzeuge oft im Bereich der Ausfahrten. Dank der Automatisierung fährt der Durchgangsverkehr an diesen Staus problemlos vorbei. Allerdings muss der Vater sich dann bei seiner Ausfahrt ebenfalls in eine solche Kolonne einreihen. Wenn er dringend zu einer Sitzung muss, leistet er sich das zusätzliche Geld für einen «Fast-Exit». Diese neuartige Möglichkeit, Zeit zu sparen, nutzen vor allem Geschäftsleute und Nutzfahrzeuge, während normale Pendler lieber anstehen. Nach der Ankunft am Zielort fährt das Auto zu einem Parkplatz in der Nähe, von wo es abends wieder startet.

Das Familien-Auto wird wie das eigene Taxi genutzt und bringt alle zur Schule und Arbeit. Die ganze Familie bestellt am Nachmittag über ihr gemeinsames Shop&Catch-Konto die für die nächsten Tage notwendigen Einkäufe, welche das Fahrzeug dann bei der Abholfahrt zum Arbeitsort der Mutter an einer Shop&Catch-Station gleich mitnimmt.

Am Abend joggt der Vater jeweils vor dem Abendessen noch eine Runde um die nahen Felder. Allerdings wächst die Siedlung immer schneller, weil das Wohnen in dieser ruhigen und grünen Lage in den letzten zehn Jahren dank der autonomen Fahrzeuge sehr attraktiv wurde. Besuche von Stadtzentren mit dem Auto sind mühsam, da man in Zentrumsnähe wegen des vielen Autoverkehrs meist nur im Schritttempo vorwärtskommt. Wegen des Mischverkehrs mit Oldtimern, Velos und Fussgängern können die Verkehrsströme weniger gut optimiert werden. Viele Gemeinden haben - nach anfänglichem Ausweichen des Verkehrs auf untergeordnete Strassen - die Quartierstrassen mit einem Durchfahrtsverbot für Autos belegt.

Die diesjährigen Sommerferien verbringt die Familie in Italien und lässt sich wie jedes Jahr via Gotthardtunnel fahren. In einer Volksabstimmung bestätigte das Schweizer Volk die Beibehaltung der bisherigen Kapazität des Tunnels, obwohl mit der neuen Technik viel höhere Durchfahrtszahlen möglich wären. Wegen der immer längeren Staus wurde deswegen eine Gotthard-Fahrtenbörse eingeführt. Um eine günstige Durchfahrt zu erhalten, reservierte die Familie einen Slot schon im Januar; die aktuellen Preise sind dreimal so hoch. Vor zwei Jahren verpassten sie wegen eines Unfalls ihren Slot am Gotthard, wurden aber automatisch kostenfrei in einen anderen Slot umgebucht, da auch viele andere ihren Slot nicht einhalten konnten. Die Wartezeit auf die Durchfahrt konnten sie im grossen Shopping- und Entertainment Center der früheren Raststätte bei Altdorf attraktiv verbringen.

Szenario 2: Unser Mobilitätsassistent

Seit fünf Jahren hat sich die Familie vollständig vom eigenen Auto getrennt und ist nun Mitglied bei 24-7-Mobil, einem der drei grossen Mobility-as-a-­Service-Betreiber weltweit. Die Familie nutzt den zur Wohnung zugehörigen Einstellplatz für die Elektrofahrräder und das Cargobike. Viele Hauseigentümer haben ihre Einstellplätze wegen mangelnder Nachfrage in Hobbyräume umgebaut. Auch in den Städten sind die Parkplätze grösstenteils aus dem öffentlichen Raum verschwunden. Während der öffentliche Verkehr sich entlang der grossen Verkehrsachsen und in den urbanen Zentren weiterentwickelte und weiterhin nach einem Fahrplan fährt, sind fast alle fahrplanmässigen Buslinien abseits dieser Achsen und Zentren durch nachfrageabhängige und individuellere Angebote ersetzt worden.

Der Vater hat eine ständige Route zur Arbeitsstelle zu einem Basispreis eingebucht und wird am Morgen zur gewünschten Zeit jeweils vom einem der beiden automatischen Gemeindekleinbusse direkt zuhause abgeholt. Diese pendeln nach Bedarf zwischen der Wohngemeinde und dem sieben Fahrminuten entfernten Bahnhof im Talboden. Mit der Bahn fährt er dann jeweils direkt zum Bahnhof, fünf Gehminuten vom Arbeitsort. Früher musste er noch einmal umsteigen, aber dank der automatischen Einzelwagenzusammenstellung am Hauptbahnhof sind viel mehr Direktverbindungen möglich. Dafür muss man beim Besteigen der Züge ein wenig besser auf die Destination des Wagens achten, aber in der Regel warnt der digitale Reiseassistent genügend früh. An Tagen, an denen der Vater viele Telefonate führen muss, nimmt er jeweils gegen einen Aufpreis ein Auto zur Arbeit und gibt an, dass er es exklusiv nutzen möchte, was einen weiteren Zuschlag kostet. Die Mutter bucht ihre Routen meist spontan als Einzelfahrten, die ebenfalls im Basispaket enthalten sind, und wird entweder durch den Gemeindekleinbus oder durch andere Fahrzeuge abgeholt. Solche Fahrzeuge gehören meist privaten Personen, die sie via 24-7-Mobil anderen zur Verfügung stellen, oder professionellen Fahrzeugprovidern, die mit unterschiedlichen Anbietern Verträge haben.

Der Autoverkehr hat zwar auch in den Zentren zugenommen. Abseits der Hauptverkehrs-achsen stieg die Attraktivität für Anwohner, Fussgänger und Velofahrer aber massiv, da durch den Wegfall nicht mehr benötigter Parkplätze Platz frei wurde für neue Langsamverkehrsverbindungen und Aussenflächen. So ist nun ein geschlossenes Netz an sicheren Velostrassen vorhanden und seit 2030 boomt das innerstädtische Wohnen. Die Wohngemeinde der Familie ist ebenfalls sehr beliebt und auch mit dem Velo einfach erreichbar. Die Kinder nutzen deswegen vor allem ihre E-Bikes. Das Wachstum der Gemeinde fand dank einer konsequenten Innenentwicklung und der Nutzung nicht mehr gebrauchter Verkehrsflächen nicht auf der „grünen Wiese" statt. Seit der Gepäcktransport an die meisten Destinationen Tür-zu-Tür automatisch möglich ist, reist die Familie mit dem öffentlichen Verkehr in die Ferien. Via 24-7-Mobil reserviert sie in der Nähe des Zielbahnhofes ein Familienshuttle, das bei Ankunft zusammen mit dem Gepäck bereitsteht.

Was wollen wir?

Die beiden Szenarien veranschaulichen, wie unterschiedlich die Zukunft trotz ähnlicher Ausgangslage sein könnte. Mit dem Auto 4.0 und vielen weiteren gesellschaftlichen und technischen Innovationen im Bereich der gesamten Mobilität besteht die Möglichkeit, dass sich unser Gesamtverkehrssystem grundsätzlich verändert und an Qualität gewinnt. Es bieten sich zahlreiche Chancen (Verkehrssicherheit, Standortattraktivität, Lebensqualität, Verbesserung der Mobilitätsmöglichkeiten etc.), die wir unbedingt nutzen müssen. Die drohenden Risiken (Zersiedelung, eingeschränkter Zugang für gewisse Bevölkerungsgruppen, Fehlinvestitionen, starke Zunahme des individuellen Autoverkehrs etc.) dürfen dabei nicht ausser Betracht gelassen werden. Es ist deswegen nicht nur wichtig, die Auswirkungen von Trends zu kennen, sondern auch zu erkennen, welche Entwicklungen durch die öffentliche Hand beeinflussbar sind, und zu entscheiden, wie diese beeinflusst werden sollen. Wichtig ist, die Raumentwicklung von Anfang an mit einzubeziehen und eine Gesamtmobilitätsoptik einzunehmen, um damit zu gewährleisten, dass unser Land von den Veränderungen profitiert und nicht - nicht nur im übertragenen Sinn - unter die Räder kommt.

Digitalisierung, Verkehrswende und Shareconomy werden die Mobilität der Zukunft massgeblich prägen. Klaus Markus Hofmann

Mobilität der Zukunft wird von drei Megatrends ge­prägt, die sich in ihrer Wirkung wechselseitig verstärken. 1. Digitalisierung wandelt nicht nur das Verständ­nis und die Nutzungsmöglichkeiten von Fahrzeugen, die zunehmende Vernetzung verändert auch tradierte Geschäftssysteme. 2. Die Verkehrswende folgt der Energiewende: Zur Verringerung von klimaschädlichen Verkehrsemissionen werden erneuerbare Energieträger ausgebaut und Energieeffizienz verbessert. 3. Die wachsende Shareconomy: Junge Menschen sind intermodal mobil, dabei ist ihnen Nutzung wichtiger als Autobesitz. Märkte werden durch Angebot und Nachfrage gestaltet, digitale Märkte durch Plattformen als Synthese aus innovativen Technologien und attraktiven Geschäftsmodellen.

Digitalisierung: Smartphone auf Rädern

Im Jahr 2016 fällt es nicht schwer sich vorzustellen, dass Autos, Lastwagen und Züge in einer nahen Zukunft automatisch durch die Landschaft fahren. Eisenbahnnetze als universelle Transportplattform waren das Internet des 19. Jahrhunderts und damit Treiber der Industrialisierung. Die automobile Verkehrsevolution im 20. Jahrhundert, die zur Massenmotorisierung mit 1,2 Milliarden Fahrzeugen weltweit geführt hat, basiert auf der Kombination von Motor und Pferdedroschke. Das Internet der Dinge kündigt die nächste Evolutionsphase im Mobilitäts­sektor an, das «Smartphone auf Rädern».

Autonome Fahrzeuge wurden von Forschern der Stanford-Universität, Google und Tesla in der Kombination von On-Board-Sensorik mit bestehenden Netzen für mobile Kommunikation strassentauglich gemacht und werden unsere Erwartungen an individuelle Mobilität dauerhaft verändern. Autohersteller, die auf proprietäre Lösungen gesetzt hatten, haben erkannt, dass es sich bei dieser Technologiekombination nicht um Spielerei handelt, sondern um eine unumkehrbare Zäsur der Mobilitätskultur, die die industrielle Arbeitsteilung der Branche in Frage stellt. Marktnahe Pilotprojekte für sicheres Platooning, autonomes Fahren und intelligente Infrastruktur lösen experimentelle Laborversuche ab. Digital gesteuerte Flotten haben das Potenzial, Personenbeförderung und Logistik auf Strasse und Schiene neu zu definieren. Bisher unbeantwortet ist die Frage, mit welchen Technologien und Geschäftsmodellen sich Mobilität 4.0 durchsetzen wird und wer im organisierten Verkehrsmarkt von morgen die Schnittstelle zum Kunden in seiner Hand behält und damit das Heft des Handelns.

Autos werden zu einem Endgerät in einem zukünftigen Mobilitätssystem. Daten sind der werthaltige Treibstoff für nachfragegerechte Mobilitätsangebote. Um bestmöglich zu antizipieren, wie sich der Verkehrssektor durch die Digitalisierung wandeln wird, lohnt sich ein Blick auf die dynamisch gewachsene Mobilfunkbranche, die den mobilen Verkehr von Sprache und Daten seit den 80er-Jahren möglich gemacht hat. Das Handy der 90er-Jahre hat sich zum Smartphone der unbegrenzten Möglichkeiten entwickelt. Waren zuerst Gewicht und Stand-by-Zeit für ein Mobiltelefon kaufentscheidende Kriterien, wurden diese von Design, Marke und Tarifmodellen abgelöst. Heute richtet der Kunde seine Kaufentscheidung am erwarteten Nutzen von mehr oder weniger intelligenten Apps und Diensten auf einem Endgerät aus. Nach SMS und Internet wurden content-basierte Anwendungen wie YouTube, lnstagram oder Pokemon Go zu interaktiven Werttreibern im mobilen Dienste-Universum, das Kundenwünsche überall in Echtzeit erfüllen kann. Das Endgerät verliert an Bindungskraft und das Mobilfunknetz wird zur anonymen Plattform im Hintergrund, die sich verschiedene Diensteanbieter teilen. Dabei liegt es nahe, dass Hersteller, Netzbetreiber und öffentliche Hand unterschiedliche Ziele verfolgen können und bei der Gestaltung von Mobilitätsangeboten ihre jeweiligen Interessen im Auge haben.

Mit den standardisierten Mobilfunknetzen existiert eine globale Dienste-Plattform, die teils privat, teils staatlich gemanagt wird, die Nutzerbeziehungen in über 190 Staaten verwaltet, die die Standorte der rund 4,5 Milliarden Endgeräte kennt und digitalen Datenverkehr weltweit in Echtzeit effizient abwickelt. Vom System generierte Daten werden dazu genutzt, die Transporteffizienz der Netzinfrastruktur zu optimieren und mit Algorithmen Mehrwerte für Kunden und Anbieter zu schaffen. Diese Erkenntnisse über Entwicklungen im digitalen Mobilfunk lassen sich prinzipiell auf eine vernetzte Verkehrswelt von mor­gen übertragen.

Die systemische Konvergenz von öffentlichem Verkehr und Individualverkehr zu einer digital organisierten Mobilität 4.0 ist ein plausibles Szenario, das eine kundenorientierte, klimaverträgliche und effiziente Mobilität in Europa beschreibt. Welche Voraussetzungen fördern oder bremsen eine solche Entwicklung?

Alle Daten sind gleich, manche sind gleicher

Das Internet kommt ins Auto und bringt seine Spielregeln mit. Bluetooth und WLAN sind unverzichtbare Ausstattungsmerkmale und Connectivity ist in der vernetzten Gesellschaft ein entscheidendes Kaufkriterium geworden. Für das Internet gilt Netzneutralität als zentrales Paradigma, im Netz sind alle Daten gleich. Mobilität 4.0 hingegen unterscheidet drei Datengattungen: 1. Personenbezogene Daten, identitäts- und transaktionsrelevant; 2. Objektspezifische, also fahrzeug- und infrastrukturbezogene Daten; sowie 3. Raum- und verkehrsbezogene, systemrelevante Daten. Für jede Gattung gelten spezifische Anforderungen. So wäre es nicht akzeptabel, dass ein mobiler Notruf in der Zentrale nicht rechtzeitig ankommt, weil die Funkkanäle entlang der Autobahn durch Streaming-Downloads blockiert werden. Unfall- und Staumeldung, Signale und Steuerbefehle für Fahrzeuge sind Nachrichten, die mit Priorität durchs Netz geschickt werden müssen. Jedes Auto, jede Ampel oder lnfrastrukturanlage erzeugt und empfängt Daten in Echtzeit. Damit Millionen von Fahrzeugen in einem komplexen Mobilitätssystem miteinander kommunizieren können und Warn- und Rettungssysteme reibungslos funktionieren, sind kompatible Standards und verlässliche Spielregeln zu entwickeln.

Zur sicheren und effizienten Organisation von grossen Verkehrsräumen wird eine zuverlässige Infrastruktur-Logik benötigt, die eine hinreichende Flächendeckung mit Mobilfunk gewährleistet. Um Fahrzeuge steuern, Motoren und Verbrauch überwachen sowie Verkehrsströme in Echtzeit lenken zu können, werden offene Standards und gesicherte Protokolle für M2M-Kommunikation (machine­-to-machine) für die kommenden SG-Netze benötigt. Für Mobilität 4.0 ist deshalb die Servicequalität der Netze, wie Latenzzeit und Bandbreiten, frühzeitig mit den Stakeholdern zu definieren. Wie in allen sicherheitsrelevanten Lebensbereichen ist eine angemessene staatliche Regulierung förderlich zu deren Durchsetzung.

Aber wem gehören all diese Daten? Wer eine Bohrmaschine, einen Fotoapparat oder Kühlschrank kauft, erwirbt mit dem Produkt alle Nutzungsrechte. Bei einem Computer oder Smartphone gehört das Gerät dem Kunden, die genutzte Software in der Regel jedoch dem Hersteller und wird nur als Lizenz angeboten. Wer die Nutzungsbedingungen von mobilen Programmen (Apps) genau liest, wird feststellen, dass Rechte an erzeugten Bildern, Standorten und persönlichen Daten an den Diensteanbieter abgetreten werden. Die ubiquitäre digitale Schnittstelle macht jedes Auto zu einem «Smartphone», das ständig Updates erhält und Unmengen an Daten sendet. Abertausende Premiumfahrzeuge übertragen mehr Bilder und Daten an Automobilhersteller, als Google Earth gesammelt hat. Können fahrzeugspezifische Daten wie Position, Verbrauch, Verschleiss oder Fahrverhalten zukünftig vom Hersteller oder einer Versicherung genutzt werden? Die Debatte über Datenschutz bezüglich StreetView war nur das Präludium für den notwendigen Diskurs über Sicherheit und Datensouveränität von hypervernetzten Bürgern und Verkehrsteilnehmern. Wer kann, darf oder muss mobilitätsbezogene Daten an wen liefern? Verkehrswende: Nachhaltige Mobilitätspolitik braucht Prioritäten Das Pariser Klimaschutzabkommen (2015) verpflichtet alle Unterzeichnerstaaten, die stetig steigenden Verkehrsemissionen bis 2030 zu senken. Die gesellschaftlichen Ziele für den Verkehrssektor müssen normativ zu Leitplanken staatlicher Energie- und Investitionspolitik werden. Um den Umbau zu einem klimafreundlichen, nachhaltigen Mobilitätssystem voranzubringen, können nicht Unternehmens- oder Wahlkreisinteressen allein die Verkehrsplanung dominieren. In einer vernetzt arbeitenden sozialen Marktwirtschaft bedeutet nachhaltige lnfrakultur, dass Kosten und Nutzen im Verkehrssektor nicht allein monetär definiert werden können. Eine vernetzte Infrastruktur- und Verkehrspolitik erfordert ein Umlenken. Entsprechend ihrem Beitragspotenzial sind öffentliche Investitionen und Förderungen für digitale Strassen-, Schienen- und Energieinfrastruktur systemisch zu optimieren.

Die Digitalisierung eröffnet Handlungsoptionen, neben der Infrastruktur auch Fahrzeuge und Mobilitätsnutzer in die Optimierung von Energieverbrauch und Emissionen einzubeziehen, zum Beispiel über dynamische Anreiz- oder Mautsysteme. Scheint viel Sonne und brummen die Windräder, bildet der Energiemarkt bereits negative Strompreise - das heisst, Stromabnahme wird vergütet. Wer zukünftig sein Elektrofahrzeug in einem SmartGrid zum richtigen Zeitpunkt auflädt – oder Strom ins Netz zurückspeist –, könnte damit Geld verdienen. Eine intelligente Mo­bilitätspolitik und sektorverbindende lnfrakultur tragen so zu einer Verkehrswende im Sinne der vereinbarten Klimaziele bei.

Shareconomy: Mobilitäts-Plattformen schaffen Synergien

Kaum ein Reisender käme auf die Idee, einen Zug, ein Flugzeug oder eine Tram zu kaufen, um von A nach B zu gelangen. Öffentliche Mobilität, die mit den Postkutschen lange vor dem modernen Individualverkehr begründet wurde, bietet allen die Möglichkeit, mobil zu sein, auch ohne ein eigenes Auto. Musste der Automobilist dafür bisweilen auf Flexibilität und ein rollendes Reisewohnzimmer verzichten, können smarte Apps und individuelle Mobilitätsprofile die strukturellen Defizite der Sharing-Dienste digital kompensieren. Berlin ist mit einer Flotte von rund 10'000 Fahrzeugen die Carsharing-Welthauptstadt. Tausende von Kunden nutzen täglich die Zeitauto-Angebote verschiedener Betreiber (DriveNow, Car2Go, Flinkster, MultiCity u. a.), die flexibel und stationsgebunden gebucht werden können. Dadurch kommt die Stadt in Bewegung, denn ein Carsharing-Fahrzeug ersetzt bis zu 11 private PKW, die sonst über 90 % der Zeit ungenutzt blieben und öffentlichen Parkraum blockieren. Die sogenannte Shareconomy bietet wirtschaftliche, umweltspezifische und verkehrliche Vorteile, um mit geeigneten Mobilitätsplattformen urbane und ländliche Verkehrsangebote nachhaltiger zu gestalten.

In Deutschland war das Auto lange DAS Statussymbol. Inzwischen haben Fahrerlaubnis und Autobesitz an Attraktivität verloren. Mit digitalen Dienste­Plattformen wie BlaBlaCar, DB Navigator, Flinkster, Mobility oder Uber können komplexe Mobilitätsbedürfnisse zukünftig bequem und preiswert erfüllt werden.

Es ist absehbar, dass regionale Verkehrsträger in naher Zukunft öffentliche Flotten von autonomen Fahrzeugen bereitstellen, um Kinder zur Schule, Auszubildende in Betriebe, Touristen in Urlaubsorte oder Kranke zum Arzt zu bringen. 2'000 vernetzte Elektrofahrzeuge könnten beispielsweise den Nahverkehr eines mittleren Kantons fahrplanunabhängig, umweltfreundlich und wirtschaftlicher bewältigen als Busse oder Züge.

Digitale Mobilitätskultur

Aktuelle Mobilitätsprojekte wie SmartShuttle in Sitten (Wallis), bei dem von PostAuto fahrerlose Elektrokleinbusse im Linienverkehr eingesetzt werden, zeigen, dass Mobilität 4.0 durch die Vernetzung der drei eingangs beschriebenen Megatrends bereits Wirklichkeit wird. Autonom rollende Drohnen von Starship können die Lieferlogistik von Supermärkten, Gastronomie und Versandhandel revolutionieren. Studien zu Hyperloop belegen, dass ein innovatives Transportsystem - ausserhalb Europas - neue Mobi­litätsmärkte eröffnen kann.

Mit dem Eintritt innovativer Player wie Uber und Moovel in den Milliardenmarkt der organisierten Mobilität erreicht der digitale Wettbewerb um Kunden und tragfähige Geschäftsmodelle eine neue Dimension. Im interdependenten Zusammenwirken von Nachfrage, Technologie und Angeboten wird Mobilität 4.0 zum Synonym für eine nachhaltige Kultur-Revolution unserer Mobilitätsgewohnheiten.

Auch wenn die Augmented-Reality-Technologie bis jetzt noch nicht die grossen Er­wartungen erfüllen konnte - man denke etwa an das Scheitern der Google Glass -, mehren sich die Anzeichen, dass schon bald der Durchbruch auf dem Markt bevor­steht: Besonders in der Automobilindustrie kann Augmented Reality in Kombination mit der weiteren Vernetzung und Automatisierung der Fahrzeuge für einen spürbaren «Attraktivitätsschub» sorgen, wie die beiden Autoren in ihrem Beitrag deutlich machen. Von: Andrej Cacilo, Sebastian Stegmüller

Moderne Autos weisen heute drei wesentliche Schnittstellen zur Aussenwelt auf:

  • Mittels Funkverbindungen können Daten verschiedenster Art aus dem Fahrzeug bzw. in das Fahrzeug übertragen werden.
  • Mittels GPS-Antennen kann eine Lokalisierung und Ortung der Fahrzeuge vorgenommen werden.
  • Mittels der fahrzeugeigenen Umfeldsensorik (vor allem Radar-, Kamera-, LIDAR- und Ultraschall­systeme) der Fahrerassistenz- und Fahrzeugauto­matisierungs-Systeme werden zunehmend Umgebungsdaten durch das Fahrzeug erfasst.

Aufgrund der genannten Datenquellen liegen heute bereits sehr viele Daten und Informationen in den Fahrzeugen und Backends vor, und zwar unter anderem a) über das Fahrzeug, b) über die Aussenwelt des Kunden und des Fahrzeugs sowie c) über die vom Fahrzeug erfassten Umgebungsdaten. Innerhalb der Automobilindustrie wird zunehmend nach Anwendungsfällen und Geschäftsmodellen gesucht, um diese Daten- und Informationsmengen nutzbar zu machen. Dabei richtet sich die Aufmerksamkeit der etablierten Firmen auch darauf, Differenzierungsmerkmale gegenüber neuen Wettbewerbern aus der IT-Industrie zu identifizieren, da diese wiederum ihre Chance im kommenden Markt vernetzter Fahrzeuge sehen. So erlebt die Automobilindustrie zwar derzeit unter dem Stichwort «Connected Car» eine Innovationswelle mit einem stetig steigenden Angebot an neuen Funktionen und Services, eine Begrenzung stellen allerdings die derzeit verfügbaren Anzeigemedien - in der Regel Bildschirme - dar. Des Weiteren müssen sich mögliche Services mit potentiellen Smartphone-Applikationen messen, die einen ähnlichen Nutzen versprechen. Zur Verbesserung der Anzeige und Vereinfachung der Mensch-Maschine-Schnittstelle sowie zur Abgrenzung von Smartphone-Services ruhen die Hoffnungen der Automobilindustrie derzeit insbesondere auf Augmented-Reality-Technologien, die perspektivisch als visuelle, oftmals auch interaktive Schnittstelle zwischen Fahrzeugen und Fahrer dienen sollen. Augmented Reality bezeichnet eine computerunterstützte Darstellung, welche - insbesondere durch Einblendung von Informationen in Echtzeit - die reale Welt um virtuelle Aspekte erweitert (Gabler 2016). Augmented Reality ist somit eine gemischte Realität im Kontinuum zwischen realer Umgebung und virtueller Umgebung und ist abzugrenzen von Virtual Reality, da die Informationen weiterhin in einer realen Umgebung dargestellt werden (Milgram et al. 1994, S. 283; Azuma 1997, S. 355 f.).

Augmented Reality auf dem Massenmarkt

Gemäss dem Gartner Hype Cycles 2015 befindet sich die Augmented-Reality-Technologie inmitten des Tals der Enttäuschungen (Gartner 2015). Zur jüngeren Ernüchterung trug unter anderem das Scheitern der Google Glass bei. Dabei konnten die hohen Erwartungen, die bei der Markteinführung im Jahr 2014 geweckt wurden, weder in Bezug auf die Stückzahlen noch in Bezug auf die öffentliche Akzeptanz oder den wahrgenommenen Kundennutzen des Produkts erfüllt werden. Lange Jahre blieb der erwartete Durchbruch von Augmented-Reality-Anwendungen aus. Inmitten dieser «Desillusionsphase» kam im Juli 2016 die Smartphone-Applikation Pokemon Go auf den Markt - und wurde binnen weniger Tage die erste Massenmarktanwendung von Augmented Reality mit über 20 Millionen aktiven Nutzern alleine in den USA und weltweit über 100 Millionen Downloads (Stand August 2016). Nintendo konnte seinen Börsenwert durch Pokemon Go innerhalb von wenigen Tagen nahezu verdoppeln. Stellt man die Erfahrungen mit der Google Glass und Pokemon Go gegenüber, so bietet sich die Schlussfolgerung an, dass die Kundenakzeptanz für Augmented Reality durchaus gegeben ist, wenn die Anwendung mit den bereits genutzten Devices realisiert werden kann. Neben dem jüngsten Erfolg von Pokemon Go spricht eine Reihe weiterer Indizien dafür, dass Augmented Reality in den nächsten Jahren einen endgültigen Durchbruch erleben wird. Insbesondere die grossen IT- und Internetunternehmen setzen wie in Tabelle 1 dargestellt auf Augmented Reality.

Es wird prognostiziert, dass der Markt für Augmented Reality (gemeinsam mit Virtual Reality) im Jahr 2025 ein geschätztes Marktvolumen in Höhe von 80 Mrd. Euro erreichen wird (Goldman Sachs 2016, S. 8). Auch die Automobilindustrie investiert bereits seit einigen Jahren in die Entwicklung von Augmented-Reality­Lösungen. Die relevantesten, öffentlich vorgestellten Projekte der letzten Jahre sind in Tabelle 2 aufgelistet. Dabei wurden sowohl visionäre Konzepte vorgestellt, welche die gesamte Fahrzeug-Scheibe als Interface ansehen, als auch solche, die auf bestehende Technologien wie Head-Up-Displays, AR-Brillen oder dem Anzeigebildschirm der Head-Unit basieren. Auch hinsichtlich der Art der angebotenen Funktionen kann eine grosse Bandbreite beobachtet werden.

Connected Services

Wie bereits erwähnt werden sich potentielle Connected Services im Auto der Zukunft mit möglichen «Zwillingen» auf mitgebrachten, stets technisch aktuelleren Devices messen müssen. Der Augmented Reality kann dabei eine besondere Rolle zukommen, da entsprechende Funktionen zwar grundsätzlich über Smartphones oder AR-Brillen realisiert werden könnten, dort aber nur unzureichend komfortabel erscheinen, um eine hohe Kundenakzeptanz zu erreichen. Als warnendes Beispiel kann hier die Google Glass dienen. AR-Brillen bieten zwar eine direkte Integration der Anzeigen in das Sichtfeld, können aber nur bedingt mit lnteraktionsmöglichkeiten aufwarten, so ist es fraglich, ob man als Fahrer eines Fahrzeuges gezwungen sein will, eine Brille anzuziehen, um gewisse Funktionen wahrnehmen zu können. Das Smartphone wiederum punktet mit einer guten Möglichkeit der Interaktion über den Touchscreen, müsste aber kontinuierlich in das Sichtfeld gehalten werden, um ähnliche Funktionen wie ein AR-Brille bieten zu können. Beide Technologien verfügen darüber hinaus nur über eine stark begrenzte Batteriekapazität. Es wird offensichtlich, dass eine bordseitig verbaute AR-Anzeige den Nutzungskomfort der Anwendung in den genannten Bereichen deutlich steigern könnte und mit keinen wesentlichen Nachteilen verbunden wäre. Dies zeigt sich bereits bei ersten mittels Head-Up-Display realisierten Serienanwendungen. So können e1rnge heutige Fahrzeuge bereits geltende Tempolimits, die Eigen­geschwindigkeit, Strassennamen und eine einfache Pfeilnavigation in das Sichtfeld des Fahrers projizie­ren. Diese Anwendungen wie auch Augmented-Real­ity-Navigation auf Versuchsträgern werden von den Kunden sehr gut angenommen (Necker 2016). Ent­sprechend positiv ist der Marktausblick für Head-Up­Displays. Verschiedene Studien rechnen damit, dass bereits bis 2020/2021 jedes achte bis neunte Fahr­zeug mit Head-Up-Displays ausgestattet sein wird (Jupiter 2016; IHS 2013). Die wesentlichen denkbaren Technologien zur Ermöglichung einer AR-Anzeige werden im Folgenden in Bezug auf verschiedene Eigenschaften nochmals genauer verglichen.

Wie aus der vorangestellten Tabelle 3 ersichtlich wird, kann insbesondere das transparente Windschutzscheibendisplay mit Vorzügen gegenüber den anderen Technologien punkten. Allerdings ist, entgegen den anderen Technologien, die Serienreife entsprechender Displays noch nicht gegeben. In den vergangenen Jahren konnten jedoch grosse Fortschritte auf dem Feld der transparenten OLED-Displays erzielt werden, die eine solche Anzeige denkbar machen. Auf dem Feld der Interaktion wurde zudem mit dem aktuellen Modell des 7er BMWs die Gestensteuerung von Fahrzeugfunktionen erfolgreich in Serie eingeführt. Auch weitere Hersteller, beispielsweise VW mit dem Konzept E-Golf Touch, haben schon entsprechende Technologien vorgestellt und setzen dabei auf einen ausgeklügelten Mix aus Gesten- und Spracherkennung sowie sonstigen Eingabemöglichkeiten. Im Bereich der Anzeigen können zunächst mit HUD oder grossen Kombi/Head-Unit-Anzeigen Funktionen realisiert werden. Zusammenfassend scheint es also durchaus realistisch, dass kommende Fahrzeuggenerationen über grosse, interaktionsfähige AR-Windschutzscheiben verfügen. Bis es so weit ist, bietet sich den Automobilherstellern aber die Chance, neue Services und Funktionen über die bestehenden Technologien - Head-Up-Displays und Anzeigen in Kombi-Instrument und Head-Unit - einzuführen und die Kunden kontinuierlich an die erweiterte Verkehrswelt heranzuführen.

Anwendungen von Augmented Reality in der Automobilindustrie

Eine wesentliche Anwendung von AR werden Fahraufgaben- und verkehrsbezogene Funktionen sein. Hierzu zählen neben Augmented-Reality-Navigation oder der Hervorhebung freier Parkplätze auch die Verknüpfung von AR und automatisiertem Fahren. Welche Services und Funktionen darüber hinaus an der Schnittstelle zwischen Automobil, Mensch und (urbanem) Wirtschafts- und Lebensraum angeboten werden, lässt sich nicht systematisch aus der Gegenwart ableiten. Wie bei anderen Technologieinnovationen kann es sein, dass die künftigen Services eine Nachfrage befriedigen werden, die heute noch gar nicht bekannt ist. Insbesondere aus der Tatsache, dass ab dem Automatisierungsgrad der Hochautomatisierung während der Fahrt fahraufgabenfremde Nebentätigkeiten temporär möglich und erlaubt sind, ergibt sich ein vielfach grösseres Potenzial für AR Usecase.

Denkbar sind Services in mindestens folgenden Segmenten:

  • Automobilspezifische Locations Based Services: Hierzu können Suchfunktionen gehören wie beispielsweise die Anzeige freier Wohnungen oder zum Verkauf stehender Immobilien oder personenbezogene und/oder ortsbezogene Werbung.
  • Bekannte Smartphone-AR-Funktionen auf den Anzeigemedien der Fahrzeuge, beispielsweise Informationen zu Gebäuden, oder eine «Touristen-App».
  • Kommunikationsfunktionen: Der Strassenverkehr ist grundsätzlich eine grosse Kommunikationsplattform, für die es jedoch heute keine entsprechende Applikation gibt. AR erweitert die Möglichkeit hierzu erheblich, indem beispielsweise Social Media Content oder Informationen über andere Verkehrsteilnehmer angezeigt werden und so ein Anknüpfungspunkt zur Kommunikation gegeben ist.

Fazit

Aus Sicht der Automobilindustrie ist die zeitnahe Umsetzung und technische Integration von Augmented Reality in Abgrenzung zum Smartphone eine grosse Chance. Mit Blick auf die jüngeren Kundengruppen kann Augmented Reality in Kombination mit der Vernetzung und Automatisierung der Fahrzeuge ein Baustein für einen «Attraktivitätsschub» der Automobilnutzung sein. Hindernisse auf dem Weg zur Serienreife von AR im Fahrzeug sind zunächst vorrangig die hohen Entwicklungsinvestitionen und Produktionskosten sowie die technologischen Entwicklungsherausforderungen hinsichtlich einer Auto-motive-tauglichen Umsetzung der entsprechenden Anzeigeflächen. Die Kernherausforderung wird es aber sein, automobilspezifische Funktionen mit einer hohen Attraktivität für die Kunden zu identifizieren und diese dann zum richtigen Zeitpunkt mit tragfähigen Geschäftsmodellen umzusetzen. Wie so oft bei digitalen Geschäftsmodellen könnte nämlich auch bei Augmented Reality im Automobil gelten: The Winner takes it all!

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Garage Bolzern AG Kriens-Obernau
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