In unserer Arbeit betrachten wir nicht nur unbemannte autonome Fahrzeugsysteme und deren spezifische Missionen, sondern wir setzen uns mit dem gesamten Ökosystem auseinander, welches durch die zunehmende Nutzung der dedizierten Technologien möglich, aber auch notwendig wird. TITUS verfolgt daher einen ganzheitlichen Ansatz, der es Kunden und Partnern ermöglichen soll, den Transformationsprozess hin zur Integration von selbstlernenden und selbstentscheidenden Systemen bestmöglich zu gestalten.

Im Fokus: Anforderungen an Infrastruktur und nutzerorientierte Steuerung

Der Fachbereich Infrastrukturen widmet sich in seiner Arbeit zwei zentralen Fragestellungen:

1. Welche komplexen Aufgaben müssen Infrastrukturkomponenten für neue Prozessketten mit autonomen Systemen erfüllen und welche Anforderungen werden an diese gestellt?
2. Wie sollen solche Systeme zukünftig überwacht und gesteuert werden? Wie kann der Umgang mit diesen komplexen Systemen möglichst intuitiv und für jedermann zugänglich gestaltet werden?

Welche Aspekte spielen bei der Beschäftigung mit dem Thema Infrastruktur eine Rolle?

Wenn es um die Nutzung von autonomen Fahrzeugsystemen und deren Integration in neue bzw. bestehende Prozessketten geht, gibt es gleich mehrere Gründe, sich mit der Thematik „Infrastruktur“ auseinanderzusetzen.

Einerseits ist es wichtig zu analysieren, welche Anforderungen sich durch das Zusammenspiel aus System und Mission ergeben. Ein Fahrzeugsystem, dass auf landwirtschaftlichen Nutzflächen agiert, benötigt eine ganz andere Infrastruktur als ein autonomes Transportboot, dass im Stadtgebiet Waren an strategischen Punkten abliefert.

Teil der Analyse ist es auch, den Blick auf Vorhandenes zu richten und zu überprüfen, ob sich ggf. die Aus- bzw. Belastung ändert. Sind die heutigen Verkehrswege und Brücken in der Lage, die zusätzliche Belastung durch einen reduzierten Sicherheitsabstand und das dauerhafte Befahren der exakt gleichen Spur aufzunehmen? Während die Antwort auf diese Frage leicht abzuschätzen ist, wird die Beantwortung der Schlussfolgerung schon deutlich interessanter: Wie gehen wir damit um?

Gleichsam sind physische Hürden in den Prozessketten zu identifizieren und zu eliminieren. Denkt man an die zahlreichen Schleusenanlagen in der Binnenschifffahrt, die heute noch manuell betrieben werden, wird schnell klar, dass diese zukünftig auf neue Aufgaben vorbereitet werden müssen, um nicht zum unüberwindbaren Hindernis in der Prozesskette zu werden.

Schleusen können zur Hürde für autonom operierende Schiffe werden

Damit intelligente/autonome Systeme ihren maximalen Mehrwert entfalten können, muss sichergestellt werden, dass sie Zugang zu elementaren Versorgungsressourcen haben. Denn Autonomie impliziert auch, dass an diesem Punkt kein oder zumindest sehr wenig Aufwand für Dritte entsteht. Hier spielen vor allem die Versorgung mit Energie sowie der Bereich Maintenance eine wichtige Rolle. So entstehen beispielsweise durch Sharing Modelle mit autonomen Fahrzeugen, wie sie in neuen Mobilitätskonzepten oft vorkommen, spannende Anreize für Forschungs- und Entwicklungsvorhaben. Was zu folgender Frage führen könnte: Wie kann ein Sharing-Auto, das nach einer Fahrt am Stadtrand abgestellt wurde, dort mit der notwendigen Energie versorgt und damit Teil des Ökosystems werden?

Kommunikation und Steuerung von entscheidender Bedeutung

Ein wichtiger Aspekt in der Arbeit des Fachbereichs Infrastrukturen ist das Thema Kommunikation und Interaktion. Unter der populären Abkürzung „V2X“ (Vehicle-to-Everything) wird die Vernetzung von Fahrzeugsystemen untereinander sowie mit Clouddiensten und Infrastrukturen zusammengefasst. Durch den Fortschritt moderner Kommunikationstechnologien ergeben sich für diese Themen enorme Potenziale. Geringe Latenzen, hohe Bandbreiten, Edge Computing und Campusnetzwerke ermöglichen die Entwicklung neuer Geschäftsmodelle und Use-Cases für (teil-) autonome Fahrzeugsysteme.

Die Kommunikation eines Fahrzeugs mit seiner Umwelt (V2X) stellt eine wichtige Voraussetzung für autonomes Fahren dar

Eine gesonderte Stellung nimmt die Steuerung und Überwachung durch den Anwender ein. Wie bereits angedeutet, arbeitet TITUS dabei im Spannungsfeld zwischen der Komplexität der Systeme und einer hohen Benutzerorientierung. Viele Querschnittsthemen, wie die Disposition, die Missionsplanung & -überwachung oder ein Fehler- & Havariemanagement, begegnen uns bei nahezu jedem Fahrzeugsystem. Da autonome Systeme gewisse Freiheitsgrade bei der Erfüllung einer vorgegebenen Mission besitzen, ist es also entscheidend, eine performante Überwachung/Kontrollinstanz und Nachvollziehbarkeit für den Nutzer zu erzeugen. Zudem fließen hier Optimierungsmethoden, z.B. beim simultanen Einsatz mehrerer Fahrzeugsysteme (Flotten- & Schwarmmanagement), ein. Unser Ziel in diesem Kontext ist es, den klassischen Leitstand neu zu denken und neben den funktionalen Anforderungen neue Benutzerkonzepte zu entwickeln, die auf die jeweiligen Bedürfnisse der Anwender optimal angepasst sind. Neben UI/UX Methoden werden innovative und unkonventionelle Wege gedacht. Warum geben bspw. viele Menschen Geld für Spielesoftware aus und lernen bereitwillig umfangreiche und komplexe Mechaniken, während die Einführung neuer professioneller Software in Unternehmen oft auf Widerstand stößt?