Selbstfahrendes Auto – Interaktive Aufgabe

Reflektieren Bewerten Sie Entscheidungsmöglichkeiten und formulieren Sie Ihre Position.

Strukturieren Stellen Sie Bedingungen, Entscheidungen und Bremsarten strukturiert dar.

Programmieren Überführen Sie Ihre Überlegungen in Pseudocode und die Programmiersprache Python.

Ausgangspunkt

Ein selbstfahrendes Auto ist auf einer Straße unterwegs. Plötzlich tritt eine Gefahrensituation ein, der das Auto nicht mehr ausweichen kann. Es ergeben sich drei Möglichkeiten:

Das Auto fährt auf der Fahrbahn weiter und erfasst dabei eine Person.
Das Auto weicht aus und gefährdet dabei die Insassen.
Das Auto weicht in eine andere Richtung aus und trifft dabei ein Tier.

Das Auto steht vor einer Entscheidung.

Analysieren Sie die verschiedenen Entscheidungsmöglichkeiten des selbstfahrenden Autos und stellen Sie dar, welche Entscheidung es Ihrer Ansicht nach treffen sollte. Erläutern Sie, ob bzw. inwiefern sich eine „moralische Haltung“ in die Software eines Autos implementieren lässt. Wie sicher fühle ich mich in diesem Bereich? Was möchte ich hierzu wiederholen?

Das Bremsverhalten des Autos

Entscheidungsskizzen sind eine traditionelle Methode zur Unterstützung von Autofahrern. Sie veranschaulichen Entscheidungen auf Autobahnen und auch moralische Abwägungen in technischen Systemen. Für selbsfahrende Autos wird eine Programmierung erwartet, die im Einklang mit den Werten der Menschen steht. Selbstfahrende Autos sind hochkomplexe Systeme mit vielfältigen Aufgaben, wie automatisiertem Fahren. Es umfasst zahlreiche Teilaufgaben wie Geschwindigkeitsregelung, Spurwechsel und die Reaktion auf Hindernisse. Im Folgenden geht es um den Aspekt des Bremsverhaltens.

Überführen Sie die Handlungsanweisungen in einen Programmablaufplan für Ihr selbstfahrendes Auto, in dem Sie die Tätigkeit des Fahrens modellieren. Geprüft werden die folgenden Fakten:

Ob sich ein bewegtes Objekt in einem Mindestabstand von weniger als 50 Metern auf der Fahrbahn befindet.
Wenn dies der Fall ist und ein Mensch auf der Fahrbahn steht, wird eine Not- oder Gefahrbremsung eingeleitet.
Wenn es sich um ein Tier handelt, wird je nach Tierart weiter verfahren oder die Geschwindigkeit reduzieren.
Es sollen Zusammenstöße mit Wildtieren vermieden und seltene Arten beachtet werden. Wenn diese Fällen eintreten, wird eine Normalbremsung eingeleitet.
Bei größeren Objekten muss gebremst werden, da sonst das Leben der Insassen gefährdet und das Fahrzeug beschädigt wird.
Wenn dies nicht der Fall ist, kann die Weiterfahrt fortgesetzt werden.

Wie sicher fühle ich mich in diesem Bereich? Was möchte ich hierzu wiederholen?

Entscheidungslogik

Die Wenn-Dann-Form (Konditionalsatz) verknüpft eine Bedingung (Antezedens) mit einer Folge (Konsequenz) im Satzbau „Wenn p, dann q“. Sie beschreibt Ursache-Wirkungs-Beziehungen und wird in der Logik als Implikation bezeichnet.

Verfassen Sie die Handlungsanweisungen für ein autonomes Fahrzeug in Form von strukturierten Wenn-Dann-Regeln (If-Then-Logic). Erste Überlegungen zum Denken in der Programmierung und zur Entscheidungsfindung

Erläutern Sie, inwiefern Sie eine „moralische Haltung“ in die Software Ihres Autos implementiert haben. Wie sicher fühle ich mich in diesem Bereich? Was möchte ich hierzu wiederholen?

Kritische Stellungnahme

Dieter und Wolfgang Birnbacher vertreten die Auffassung, dass Regeln für Konfliktfälle nicht diktatorisch, sondern nach öffentlicher Diskussion und möglichst durch gesellschaftliche Konsensbildung festgelegt werden sollten.

Nehmen Sie Sie zu dieser Aussage kritisch Stellung. Welche Aspekte würden Sie nach dieser Reflexion an Ihrem Ablaufplan ändern? Wie sicher fühle ich mich in diesem Bereich? Was möchte ich hierzu wiederholen?

Programmierung

Nun erweitern wir unsere Kompetenzen und programmieren unser selbstfahrendes Auto. Bitte beachten Sie, dass die Programmierung eines solchen Fahrzeugs mehrere Kernbereiche umfasst, beispielsweise Wahrnehmung (Perception), Lokalisierung, Pfadplanung und Steuerung.

Formulieren Sie Pseudocode für die Handlungsentscheidung des Autos.

Implementieren Sie ein Python-Programm, das die Handlungsentscheidungen simuliert.

Wie sicher fühle ich mich in diesem Bereich? Was möchte ich hierzu wiederholen?

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