Künstliche Intelligenz soll in Zukunft die Ampel regeln
Jeder von uns, der Auto fährt, kennt das Problem. Man schleicht mit dem Wagen von einer roten Ampel zur nächsten und ärgert sich, dass der Verkehr wieder einmal stockt. Doch die Forscher des Fraunhofer-Instituts für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung wollen dies zukünftig mithilfe einer technischen Innovation ändern. Künstliche Intelligenz soll dafür sorgen, dass die Ampeln nicht mehr starr, sondern vorausschauend umschalten und damit auf die Verkehrssituation reagieren.
Obwohl Künstliche Intelligenz und Algorithmen unser tägliches Leben bereits entscheidend prägen, scheint das Wissen darüber in der Bevölkerung begrenzt zu sein. Das hat die Bertelsmann Stiftung kürzlich in einer Studie herausgefunden. Dabei zeigte sich, dass das Wissen stark von der schulischen Ausbildung abhängt. Nur etwas mehr als jeder Zweite mit Volksschul- oder Hauptschulabschluss gab an, schon etwas von Künstlicher Intelligenz und Algorithmen gehört zu haben. Bei Befragten mit Abitur oder Hochschulabschluss waren es 97 Prozent.
Der Algorithmus imitiert menschliche Wahrnehmungen
Das finde ich erstaunlich, schließlich reicht die Geschichte der Künstlichen Intelligenz weit zurück. Alles begann in den 1950er Jahren. Damals begannen Wissenschaftler, eine Software zu entwickeln, die Dame spielen konnte. Allerdings dauerte es 40 Jahre bis es in der Lage war einen Menschen zu besiegen.
Heute finden die Entwicklungen viel schneller statt, denn jetzt ist die Künstliche Intelligenz besser darin menschliche Wahrnehmungen zu imitieren. Die Forscher arbeiten an Softwareprodukten, die Computersysteme in die Lage versetzen, auch aus unvollständigen Informationen die richtigen Schlüsse zu ziehen. Das kennen wir längst aus dem Alltag. Schließlich macht diese Fähigkeit den Erfolg bei Verhandlungen aus und versetzt nicht nur Juristen oder Mediziner, sondern auch Pokerspieler in die Lage, erfolgreiche Entscheidungen zu treffen.
Ziel der Forschung in diesem Bereich ist es, Systeme autonom zu machen, damit sie schnell und präzise Vorhersagen treffen können. Das finden wir heute schon in der Medizin. Dort lernen Systeme aus jenem Datenschatz, den sie zuvor gesammelt haben. Wenn der Algorithmus ausreichend Informationen zur Verfügung hat, trifft er selbstständig Unterscheidungen in der Analyse und stellt eine Diagnose. Genau diese Fähigkeit soll nun auch zum Einsatz kommen, um den Verkehr der Zukunft besser zu regeln. Einer der berühmtesten Algorithmen der Welt funktioniert schließlich ähnlich. PageRank wurde einst von den Google-Gründern entwickelt und bewertet die Linkstruktur von Webseiten. Er regelt also auch im weitesten Sinne den Internetverkehr, schließlich gibt er anerkannten Inhalten den Vorrang. So einen Automatismus soll jetzt auch das System des Fraunhofer-Instituts auf den Weg bringen.
Mehr Flexibilität im Verkehr
Derzeit agieren Ampelsteuerungen nach starren Regeln. Diese kommen zum Tragen, unabhängig davon, ob der Verkehr diese notwendig macht oder nicht. Vorgeschriebenen Regeln passen sich eben nicht flexibel an. Die vorhandenen Sensoren, die im Asphalt eingelassen sind, sind hier nur eine kleine Hilfe. Doch Künstliche Intelligenz soll deutlich sensibler auf die Situation reagieren können. Dazu möchten die Forscher auf die Hilfe von hochauflösender Kamera- und Radar-Sensorik zurückgreifen. Diese erfasst das Verkehrsgeschehen präzise und richtet die Ampelschaltungen danach aus.
Damit werden die Systeme in die Lage versetzt die Anzahl der wartenden Fahrzeuge, ihre Geschwindigkeit und ihre Wartezeit in Echtzeit zu erfassen. Diese Daten kombiniert mit einem Algorithmus, der auf maschinelles Lernen programmiert ist, soll die Ampelschaltung der Zukunft garantieren.
Zahlreiche Bereiche profitieren von dem System
Erste Ergebnisse einer Testinstallation stimmen die Forscher optimistisch. Die Künstliche Intelligenz trainiert bereits vor einer Kreuzung und misst das Verkehrsaufkommen zur Rushhour. Damit wird sie in die Lage versetzt, mit echten Daten zu arbeiten. So entsteht ein neuronales Netz, das die Steuerung der Ampel übernehmen kann. Der eingesetzte Algorithmus lernt und optimiert laufend. Er ermittelt aus den erfassten Daten das beste Schaltverhalten und die beste Phasenfolge. So werden die Wartezeiten an der Kreuzung verkürzt, sowie die Fahrzeiten der Verkehrsteilnehmer gesenkt. Darüber hinaus profitiert auch noch die Umwelt von dieser intelligenten Ampelsteuerung, schließlich sinkt durch die geringeren Standzeiten auch der Ausstoß schädlicher CO2-Gase.
Erste Analysen zeigen, dass die Künstliche Intelligenz eine Verbesserung des Verkehrsflusses von bis zu 15 Prozent erreicht. Das könnte helfen, die wirtschaftlichen Schäden, die jedes Jahr in der Europäischen Union durch Staus entstehen, zu senken. Experten beziffern diese immerhin auf 100 Millionen Euro jährlich. Davon abgesehen wären wir froh, wenn wir zukünftig im Verkehr rascher vorankommen würden.
Autor: Nils Reimers