Verhaltensforschung Die Simulation des Sonntagsfahrers

Ein theoretischer Physiker entdeckt typische Muster im wuseligen Verhalten von Verkehrsteilnehmern.

Die Probanden sitzen vor dem Bildschirm und fahren Auto. Gas- und Bremspedal, Lenkrad, eine Autobahnumgebung wie aus einem Videogame, so spulen sie ihre Kilometer ab, beobachtet von Kameras, überwacht vom Institutsrechner. Wenn sie nach Hause gehen, haben sie wieder ein Mosaiksteinchen beigetragen zum großen Ganzen: zu einer mit echten Verhaltensdaten realer Menschen durchwirkten Verkehrssimulation. Das Ziel ist ein Computermodell des Geschehens auf der Straße, das nicht nur Kurvenradien, Geschwindigkeiten, Reibungsbeiwerte und Sicherheitsabstände rechnerisch erfasst, sondern auch das eigentlich unkalkulierbare Verhalten der Fahrer – der Verpennten, der Pappnasen, der Träumer, der sportlich Ambitionierten und der Sonntagsfahrer.

»Die unterschiedlichen Fahrertypen zeigen sich sofort«, sagt der Neuroinformatiker Ioannis Iossifidis, der seit einem Jahr an der Hochschule Ruhr West in Bottrop Theoretische Informatik und Kognitive Systemtechnik lehrt. »Ich selber bin zum Beispiel einer, der auf dem Hinweg immer schneller fährt als zurück.« Varianz im menschlichen Verhalten, ob aufgrund von abweichenden Typen oder als Folge menschlicher Intelligenz und Flexibilität, ist einer der Tatbestände, welche die Menschmodellierung bislang zum aussichtslosen Unterfangen macht und die Künstliche Intelligenz (KI) überfordert. Doch das Interesse an wirklichkeitsnaher Verhaltenssimulation ist groß. Zum Beispiel ist die Automobilindustrie scharf auf Software, die menschliches Verhalten im Straßenverkehr abbilden und prognostizieren kann.

Die Schleichfahrt des Träumers als Algorithmus im Rechenspeicher

Iossifidis, der früher am Bochumer Institut für Neuroinformatik die Arbeitsgruppe Autonome Robotik leitete, kennt sich mit dem wechselseitigen Verhältnis von Menschen und Programmen aus. Er beteiligt sich am Nationalen Bernstein Netzwerk Computational Neuroscience, in dem Mathematiker, Physiker, Biologen, Psychologen, Mediziner und Ingenieure die Prinzipien der Hirnfunktion erforschen und sie in eine mathematische Sprache zu übersetzen versuchen. Dabei schreckt er auch vor der scheinbar paradoxen Aufgabe nicht zurück, dem unkalkulierbaren Menschenverhalten mit Differenzialgleichungen auf die Schliche zu kommen.

Simulation ist gerade in der Automobilindustrie nichts Neues, sondern Alltag. Crashtests werden hundertmal am Computer simuliert, bevor zur Sicherheit auch mal ein Neuwagen dran glauben muss. Geräuschentwicklung, Aerodynamik, Materialermüdung, Verbrauch: Alles lässt sich mit Algorithmen berechnen und in Modellen erfassen. Doch die eigentliche Dynamik in der aktuellen Automobilentwicklung – sieht man einmal vom Elektromotor ab – findet man im Bereich der Teilautonomie oder gar Autonomie der Fahrzeuge. Anders gesagt: dort, wo sich immer machtvollere Assistenzsysteme breitmachen. Hier unterscheidet sich teuer von billig und Avantgarde von Mittelmaß.

Abstandsassistenten achten auf den korrekten Sicherheitsabstand zum Vorausfahrenden. Spurhalteassistenten halten durch Lenkeingriff selbstständig Kurs. Bremsassistenten erkennen kritische Verkehrssituationen, warnen den Fahrer und leiten selbsttätig eine Bremsung ein. Wenn die Haftungsfragen geklärt sind, wird in Bälde das Auto sogar eine automatische Vollbremsung durchführen. Über kurz oder lang werden sich Autos untereinander über Verkehrshindernisse austauschen und daraus Konsequenzen ziehen. Und alle großen Hersteller arbeiten an einer autonomen Fußgängererkennung. Videosysteme erfassen Menschen, die sich dem Auto gefährlich nähern, Bilderkennungsprogramme liefern die richtige Interpretation, Ausweichassistenten schauen in den Rückspiegel, kalkulieren die Geschwindigkeit entgegenkommender Fahrzeuge und fahren ein Ausweichmanöver, statt den Fußgänger umzufahren.