Wie sich Fahrer und Fahrzeug künftig besser verstehen

Wenn Entwickler und Ingenieure von modernen Autos sprechen, nutzen sie gern die Metapher "Smartphone auf Rädern". Nach wie vor wird einAuto zwar mit Gas- und Bremspedal sowie mit dem Lenkrad gesteuert. Dazu kommt die Bedienung von Klimaanlage und Navigationssystem, von Musikanlage und Bordcomputer. Selbstverständlich kann man auch im Fahrzeug zahlreiche Funktionen des Mobiltelefons nutzen. Handy und Multimediasystem lassen sich meist sehr schnell und schnurlos miteinander verbinden. All das geschieht über sogenannte Human-Machine-Interfaces, kurz HMI, die Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine.

Diese Schnittstellen haben sich in den vergangenen Jahren stark gewandelt. Eines fällt schon beim ersten Blick auf die Armaturentafel auf: Bildschirme ersetzen in modernen Autos mehr und mehr die analogen Anzeigen. Digitale Displays machen sich auf den Instrumententafeln breit. Touchscreens ersetzen mechanische Schalter und Knöpfe.

Dazu kommen, meist gut verborgen, zahlreiche Sensoren, Radar- und Kamerasysteme sowie Steuergeräte, die das Auto selbst, seine Insassen und dessen Umgebung permanent überwachen und bei Bedarf Anpassungen vornehmen, Warnhinweise ausgeben oder sogar in die Fahrzeugsteuerung eingreifen. Informationen werden für den Fahrer aufbereitet und über das HMI zugänglich gemacht. Oberste Maxime: Die Flut an Informationen darf nicht auf den Fahrer hereinbrechen und ihn überfordern.

"Das Auto muss Klartext sprechen", sagt Guido Meier-Arendt, Principal Expert Human Interface bei Continental. "Vibriert das Lenkrad, muss sofort die dazugehörige Information auf dem Display erscheinen oder eine akustische Sprachmeldung ertönen und erklären, dass das Fahrzeug zum Beispiel im Begriff ist, die Spur zu verlassen", so Meier-Arendt. Alle Systeme müssten dafür miteinander vernetzt sein. Die Bordelektronik müsse den Fahrer zum richtigen Zeitpunkt in angemessener Form informieren.

Bosch hat zu diesem Zweck einen zentralen Cockpit-Computer entwickelt, der sämtliche Schnittstellen zwischen Mensch und Maschine bündelt. So können Informationen von Infotainmentsystem und Kombiinstrument zeitlich und inhaltlich aufeinander abgestimmt angezeigt werden. Als Nebeneffekt werden durch den Zentralrechner auch Gewicht und Bauraum gespart, heißt es bei Bosch. Gerade bei Elektroautos ist das ein wichtiger Faktor.

Da der Mensch etwa 80 Prozent der Informationen über seine Umgebung mit den Augen wahrnimmt, kommt den Anzeigen im Fahrzeug eine besondere Bedeutung zu. Eine entscheidende Rolle dabei werden nach Ansicht der Zulieferer künftig 3-D-Displays spielen. Bosch ist überzeugt, dass Informationen von Fahrerassistenzsystemen, die dreidimensional in der Anzeige erscheinen, vom Fahrer besser und schneller wahrgenommen werden. "Warnhinweise, die aus dem Display herauszuwachsen scheinen, springen einem geradezu ins Auge", sagt Steffen Berns, Vorstandsvorsitzender des Bereichs Bosch Car Multimedia.

Continental sieht in Anzeigen mit Tiefenwirkung ebenfalls die Zukunft. Der Automobilzulieferer arbeitet im Silicon Valley zusammen mit dem US-Unternehmen Leia am "Natural-3D-Lightfield-Display". Dieser Bildschirm soll dreidimensionale Effekte ermöglichen, ohne dass dafür spezielle Brillen oder Kameras nötig sind. Alle Personen im Auto sollen die 3-D-Ansichten sehen können, nicht nur der Fahrer. Möglich macht das ein neu entwickelter Lichtleiter mit Nanostrukturen unterhalb des Displays. Bis 2022 soll das 3-D-System serienreif sein.

Konkurrent Bosch sieht im Fahrzeugdisplay-Markt enormes wirtschaftliches Potenzial und stützt sich dabei auf Zahlen des Marktforschers Global Market Insights. Nach dessen Prognose soll sich der weltweite Markt für Fahrzeugdisplays in den nächsten fünf Jahren von derzeit 15 Milliarden Dollar auf 30 Milliarden Dollar verdoppeln.

Die Autohersteller experimentieren auch mit den Bedienmöglichkeiten der zentralen Bordcomputer. Das zeigt sich unter anderem in den BMW-Modellen, die das Anzeigebedienkonzept "BMW Operating System 7.0" verbaut haben. Dort kann der Fahrer selbst wählen, ob er das Infotainmentsystem per Controller-, Touch-, Sprach- oder Gestensteuerung bedienen möchte. Doch gerade Touch- und zentrale Controller haben laut Bosch einen entscheidenden Nachteil: Der Fahrer müsse dafür den Blick von der Straße nehmen, um den gewünschten Befehl einzugeben.

Das chinesische Start-up Byton setzt beim Modell M-Byte deshalb nicht nur auf Tablets im Innenraum, die per Berührung gesteuert werden, sondern integriert auch Sprach- und Gestensteuerung. Für die Sprachsteuerung kooperiert Byton mit Amazon und stattet das Elektro-SUV mit dem Cloud-basierten Sprachsystem Alexa aus.

Neben der Sprachsteuerung wird jedoch nach wie vor die klassische Bedienung per Hand bleiben. Touchscreens und Touchpads sind auch künftig zentrale Schnittstellen zwischen Autofahrer und Autotechnik. Damit diese Art von Kommunikation unkomplizierter funktioniert, wird bereits an Touchflächen gearbeitet, die ein haptisches Feedback geben. Auf dem Display dargestellte Tasten fühlen sich dann an wie reale Knöpfe.

Daimler ist offensichtlich von der Technologie überzeugt. Der Konzern investierte im Herbst 2018 rund vier Millionen Euro in das französische Start-up Hap2U, das sich auf die Entwicklung von Touchscreens mit haptischem Feedback spezialisiert hat. Nicht nur die Franzosen sind in diesem Bereich aktiv. Auch der bayerische Automobilzulieferer Preh hat bereits eine Mittelkonsole mit integriertem Touchpad im Produktportfolio, bei der sich die Bedienung von Navigation und Klimaanlage erfühlen lässt.

Um die HMI-Systeme auf die individuellen Bedürfnisse der Fahrzeuginsassen abzustimmen, werden aktuell erste Systeme mit künstlicher Intelligenz getestet. Die KI-unterstützten Anzeigen im Auto sollen nur noch das darstellen, was in der jeweiligen Situation gerade benötigt wird.

Auch das französische Unternehmen Faurecia will in diesem Segment aktiv werden und arbeitet deshalb seit wenigen Monaten mit dem Softwareunternehmen Microsoft zusammen. Erste Ergebnisse wollen beide Unternehmen auf der CES in Las Vegas im Januar 2020 präsentieren.

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