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Grand Challenge: Es muss nicht immer Hummer sein

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Der robotergesteuerte VW Touareg namens Stanley der Universität Stanford unterwegs in der Wüste von Nevada [Klicken für vergrößerte Ansicht]

Am Ende trennten die zwei besten Teams der DARPA Grand Challenge nur elf Minuten, aber beide schrieben Geschichte in der Entwicklung und Erprobung autonomer Fahrzeuge, die in kommenden Jahren militärisch und zivil eingesetzt werden sollen. Sechs Stunden, 53 Minuten und 58 Sekunden Fahrzeit benötigte der robotergesteuerte VW Touareg der Universität Stanford, bevor "Stanley" vor mehreren hundert jubelnden Zuschauern durchs Ziel rollte. Den roten Hummer der Carnegie Mellon Universität (CMU), der als erstes gestartet war, hatte der blaue Geländewagen erst in der zweiten Hälfte des 211,8 Kilometer langen Kurses überholt. In den Haarnadelkurven des letzten Streckenabschnitts im steilen Beer Bottle Pass ließ er "H1ghlander" hinter sich.

Nach einer Verlängerung am nächsten Tag gingen insgesamt fünf Fahrzeuge übers Ziel: Stanford, die zwei Geländewagen von CMU, sowie der KAT-5 vom Gray Team aus New Orleans und schließlich Terramax, ein 16 Tonnen schwerer umfunktionierter Truppentransporter der US-Firma Oshkosh, der normalerweise durch die Wüsten Iraks rollt.

Keine Frage -- der 8. Oktober 2005 ist ein historischer Meilenstein auf dem Weg zum autonomen Roboter-Fahrzeug. Für Anthony Tether, den Direktor der Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), jenem visionären Forschungsarm des US-Verteidigungsministeriums, dem die Welt unter anderem das Internet zu verdanken hat, ging damit ein lang gehegter Traum in Erfüllung. "Eines Tages wird die Anstrengung aller Teams Soldaten auf dem Schlachtfeld das Leben retten", sagte Tether zu den Gründen, dieses Rennen zu organisieren. "Diese Technik wird im zivilen Bereich Leben retten, da sie Autofahren sicherer macht", hielt der Leiter des siegreichen Stanford-Teams, der Deutsche Sebastian Thrun, dagegen. "Das ist für Leute, die behaupten, Autos könnten nicht alleine fahren. Die gleiche Sorte Menschen sagten damals, die Gebrüder Wright würden nicht fliegen."

Autonome Fahrzeuge, die selbst in unwegsamem Gelände sicher und zuverlässig ihren Weg finden und völlig ohne Fernsteuerung auskommen, wünschen sich Militärs schon lange. Was bei Drohnen längst hundertfach im Einsatz ist, scheiterte auf dem Boden bislang an der fehlenden Koordination aus Hardware -- vor allem einer Kombination von Laser-Scannern, Radar, GPS und anderen Sensoren, sowie der Software, die einer Route folgt und in Echtzeit auf Hindernisse reagieren kann. Innovation lässt sich jedoch mit einer Kombination aus Gesetzgebung und privatem Engagement sprunghaft beschleunigen. Bis 2015, gab der Kongress DARPA die Marschrichtung vor, sollten 30 Prozent aller Militärfahrzeuge autonom betrieben sein. DARPA appellierte an die Fantasie der Ingenieure, Computerwissenschaftler und Tüftler an Hochschulen und in der zivilen Wirtschaft, um die Nuss zu knacken.

Die "DARPA Grand Challenge" versprach dem erfolgreichen Team einen Scheck von zwei Millionen Dollar und Gespräche über eine kommerzielle Umsetzung der angewandten Technologie in Entwicklungsarbeit und Rüstungsaufträge. Marktforscher Frost & Sullivan schätzt den künftigen Markt auf 7,8 Milliarden Dollar ein. Beim ersten DARPA-Rennen im März 2004 gab es keinen Sieger. Der Hummer "Sandstorm" des CMU-Teams unter Robotik-Pionier William "Red" Whittaker aus Pittsburgh schaffte es am weitesten, blieb aber bereits nach knapp 12 Kilometern mit qualmenden Reifen liegen.

Für die zweite Grand Challenge, die wieder in der Mojave-Wüste südlich von Las Vegas stattfand, hatten die Teilnehmer Zeit, die Lektionen des ersten Wettbewerbs zu studieren und deutlich mehr Zeit in Tests zu investieren. Dazu gehörte monatelanges Training auf Wüstenpisten im Westen der USA, um die Roboter möglichst realistischen und harten Bedingungen auszusetzen. DARPA-Beamte siebten aus ursprünglich 195 Bewerbungen 43 Mannschaften aus, die zu einer Qualifikationsrunde Ende September auf einer Rennstrecke in Südkalifornien antraten. Nach einer Woche Hindernis-Parcours waren noch 23 Teams übrig, die in Primm, Nevada antraten und bei Sonnenaufgang im Fünf-Minuten-Abstand mit Sirenen und Blinklicht in die Wüste rollten.

"Die Grand Challenge ist ein Software-Wettbewerb", hatte Sebastian Thrun, Leiter des Labors für Künstliche Intelligenz an Stanford der TR vor dem Start erklärt. Aber was am Ende in Primm einrollte, war ein buntes Sammelsurium aus modifizierten Serienwagen und kühn umgebauten Geländewagen, die eher an "Mad Max"-Filme" erinnerten. Ganz vorne in der Materialschlacht mischte Whittakers als Favoriten eingestuftes "Red Team" mit. Die Mannschaft von rund 40 Dutzend Akademikern, Studenten und Firmen-Sponsoren wie Boeing, Caterpillar und SAIC trat neben dem Veteranen aus der ersten Grand Challenge mit einem zweiten Fahrzeug namens "H1ghlander" an. Sie investierten nach Schätzungen der Branche rund 15 Millionen Dollar in die Vorbereitungen.

Stanford verfolgte demgegenüber eine bereits optisch schlankere und elegantere Lösung, und das mit einem Budget von nur einer halben Million Dollar. "Wir versuchten soweit es ging, Komponenten von der Stange zu verwenden, anstatt Dinge selber bauen zu müssen", erklärt Thruns offizieller Teamleiter Michael Montemerlo. So kam der blaue Touareg mit einem Drittel der von CMU eingesetzten Software-Module aus, die weniger als ein Zehntel an Code-Zeilen benötigten. In "Stanley" konnten auch im autonomen Fahrbetrieb noch vier Passagiere bequem sitzen, während die zwei ungleich größeren CMU-Geländemonster mit angeschweißten und angeschraubten Aufbauten, Kühlschläuchen und sogar Extra-Generatoren vollgestopft waren.

Whittaker war nah dem unerwarteten Ausgang des Rennens sichtlich verärgert und zeigte sich nur widerstrebend mit einem strahlenden Thrun vor den Kameras. "Wir waren nicht so schnell, wie wir geplant hatten. Wieso das so war, müssen wir erst noch genau analysieren." Dass eine unterschiedliche Herangehensweise den Unterschied machte, bestritt Whittaker. Beide Teams hätten ähnliche Mengen an Ressourcen ins Rennen geworfen, so der CMU-Professor, an dessen Institut Thrun noch wenige Jahre zuvor promoviert hatte. "Bei Hardware, Software und vor allem beim Geld schöpfte keine Mannschaft aus dem Vollen."

Das Wunder von Primm war nur ein kleiner Schritt, denn jetzt beginnt der lange Weg zur kommerziellen Umsetzung. "Es wird noch eine ganze Weile dauern, bis die Technik für autonome Fahrzeuge solide genug ist und Robotik in unser Leben integriert", so Whittaker. Für Volkswagen ist der Sieg ihres Touareg über ungleich größere, aufgerüstete Gelände-Ungetüme ein willkommener Imagegewinn angesichts negativer Schlagzeilen in jüngster Zeit. Vertreter des Unternehmens in Nevada betonten denn auch die vielen zivilen Anwendungsmöglichkeiten wie Fahrerassistenzsysteme und sparten den Bereich Rüstung aus. "Wir sollten zwei, drei, vier Jahre voraus denken und unserer Vorstellungskraft freien Lauf lassen", sagte AI-Experte Thrun zu den Folgen, die sein Sieg für die Robotikbranche haben wird. Als deutscher Geländewagen, der im Auftrag des US-Militärs ihn Rekordzeit durch die Wüste Nevadas rollte, wird Stanley auf jeden Fall in die Technik-Geschichte eingehen.

Zur DARPA Grand Challenge siehe auch:

(Steffan Heuer für Technology Review) / (wst)