Unsere Welt wird immer vernetzter. Auch in der Automobilbranche ist Vernetzung ein zentrales Thema, wenn es beispielsweise um Sicherheit und autonomes Fahren geht. Genius stellt Ihnen ab sofort ein neues Arbeitsheft und einen Experimentierbausatz zum Thema „Vernetzte Welt“ zur Verfügung.

Der neue Band beschäftigt sich mit der Vernetzung der Welt in der Produktion, der Mobilität und im privaten Bereich. Möglich macht diese Vernetzung die Digitaltechnik, deren Grundlagen breit dargestellt werden. Alles ist modular aufgebaut mit Angeboten zur Differenzierung, sodass Sie für Ihre spezifische Klassensituation sicher und schnell das Richtige finden werden.

Als besonderes Highlight verfügt der Titel „Vernetzte Welt“ über digitale Zusatzinhalte für einen abwechslungsreichen und modernen Unterricht.

Mit dem Experimentierbausatz können Ihre Schülerinnen und Schüler im Unterricht Schaltungen nachbauen, die in modernen Fahrzeugen beispielsweise bei Fahrassistenzsystemen, der Start-Stopp- Automatik oder einer digitalen Tankanzeige zum Einsatz kommen. Alle Informationen, Arbeitshefte und Unterrichtsmaterialien zu dem neuen Band aus der Reihe „Mobilität der Zukunft“ mit kostenlosen Downloads finden Sie hier.

Die aktuellen Termine für diese Seminarreihe und alle weiteren Fortbildungsangebote finden Sie hier. Interessierte Lehrer können sich direkt online anmelden.

Genius bietet Bausätze, Arbeitshefte, Arbeitsblätter und Informationen zu weiteren Themen wie Sicherheitstechnik, Antriebstechnik oder Design, Aerodynamik & Produktionstechnik. Die Unterrichtsmaterialien stehen kostenlos zum Download zur Verfügung.

 

Von der Tontafel auf Papier

Die ersten Karten gab es bereits vor Christus und mit der Zeit wurden sie immer genauer. Höhlenmalereien zeigen, dass die Menschen sich in der Steinzeit schon mit ihrer geographischen Umgebung beschäftigten. Später malten sie auf Tontafeln und schließlich mit Griffel und Tuschefeder auf Papier. Die damaligen Karten umfassten oft nur die regionale Umgebung und waren vom Glauben oder den damaligen Weltanschauungen bestimmt. Im Mittelalter machten die Mönche nach ihrem christlichem Glauben zum Beispiel immer Jerusalem zum Zentrum der Welt.

Viel genauer und unabhängiger vom Glauben wurden Karten dann zur Zeit der Seefahrt im 15. Jahrhundert. Die Europäer starteten ihre Entdeckungsfahrten mit dem Schiff und entwickelten dafür genaue Wegbeschreibungen. Nach Erfindung des Drucks wurden sie dann verbreitet.

Die erste topografische Karte

Um das 18. Jahrhundert schließlich vermaß die Familie Cassini ganz Frankreich. In den Jahr 1746-1747 entstand daraus schließlich die „Carte de Cassini“. Sie war bereits sehr exakt und enthielt neben Straßen, Flüssen und Seen auch Dörfer, Schlösser, Windmühlen und vieles mehr.

Selbstlernende Kartensysteme
Das Navi funktioniert nur mit Hilfe eines Satellitensystems

Während man früher aufwändig von Hand vermessen musste, hat man heute natürlich viel einfachere Möglichkeiten. Mit Flugzeugen, Satelliten und Kameras kann man die Welt sehr genau aus der Luft vermessen. Diese Daten werden von Computern empfangen. Mit Hilfe von Geoinformationssystemen können die Daten sogar dreidimensional in Karten umgesetzt werden. Das kommt dir sicherlich bekannt vor, denn auch ein Navigationssystem kann deinen Weg berechnen, indem es Daten verwendet, die von GPS-Satelliten gesendet werden.

Autonomes Fahren

Während früher die Beifahrerin oder der Beifahrer den Weg mühsam von der Karte ablesen musste und die Fahrerin oder der Fahrer am Steuer den Anweisungen folgte, geht das heute alles viel einfacher. Doch das Ende aller Möglichkeiten ist noch lange nicht erreicht: Die Mercedes-Benz Group AG ist dabei, weiter zu forschen und zu entwickeln, um die künftige Autofahrt noch einfacher und sicherer zu gestalten. Ein Auto soll den Weg bald nicht nur selbst berechnen, sondern ihn auch selbstständig abfahren, ohne dass die Fahrerin oder der Fahrer etwas tun muss. Dafür entwickeln die Ingenieur/innen sogenannte selbstlernende Kartensysteme.

Selbstlernende Kartensysteme
Aus allen Positionsdaten erstellen autonome Autos ein genaues Abbild der Fahrbahnoberfläche

Um eine Strecke autonom abzufahren, müssen die Autos ihre Umgebung und ihren Untergrund aber ganz genau kennen. Beispielsweise beim Abbiegen werden exakte Werte benötigt, damit das Auto die Spur halten kann. Genau wie wir es tun, wenn wir uns orientieren, muss das Fahrzeug daher bestimmte Merkmale seiner Umgebung detailliert erfassen. Das sind beispielsweise Straßenlaternen, Spurmarkierungen, Richtungspfeile, Fußgängerüberwege und Bordsteine. In Tests wurden diese Merkmale einer Strecke bisher mit einer Kamera aufgenommen und abgespeichert. GPS-Messungen lieferten die exakten Positionsdaten dazu. Zusammen und mithilfe einer Computersoftware ergab sich aus diesen Daten und Bildern eine genaue digitale Karte.

Selbstlernende Kartensysteme
Das autonome Auto filmt während jeder Fahrt seine Umgebung und lernt dadurch immer mehr dazu

In Zukunft stellen die Entwickler/innen der Mercedes-Benz Group AG sich das folgendermaßen vor: Je öfter das Auto eine Strecke abfährt, desto genauer wird die Karte. Denn es werden jedes Mal mehr und mehr Merkmale festgehalten und gespeichert. Zudem wächst die Karte mit neuen Routen nach und nach, da das Auto die Daten der aktuellen Wegstrecke automatisch erfasst und abspeichert. Ganz schön schlau, die Autos der Zukunft!

Hinweis: Die in diesem Text enthaltenen Informationen und Aussagen werden von unserem Team sorgfältig recherchiert und geprüft. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass dieser Text keinen wissenschaftlichen Anspruch erhebt. Die primäre Zielsetzung unserer Blogartikel besteht darin, junge Leserinnen und Leser für MINT-Themen zu begeistern und komplexe Inhalte in einer verständlichen Form zu vermitteln.

Stand: Januar 2017

Fotos: Mercedes-Benz Group AG

 

Stell dir vor, du fährst morgens mit einem Bus zur Schule, der fast ganz von alleine fährt. Zukunftsmusik? Nein, es gibt ihn schon – den Mercedes-Benz Future Bus. In Holland wurde er bereits getestet. Er kann teilautomatisiert fahren. Das bedeutet, dass er nicht nur automatisch die Haltestellen anfahren, sondern auch von selbst die Türen öffnen und schließen kann. Kameras und Radar scannen beim Fahren des Busses ständig die Fahrbahn ab. Der Bus sammelt diese Daten und kann mithilfe von GPS ein zentimetergenaues Abbild der Straße entwickeln. So weiß er immer, wo Fahrspur und Haltestellen sich genau befinden. Besonders an Bushaltestellen kann es gefährlich werden, denn hier laufen viele Fußgängerinnen und Fußgänger vor und hinter dem Bus über die Straße. Erkennt der Bus beim „Abtasten“ seiner Umgebung zum Beispiel eine Fußgängerin oder einen Fußgänger vor sich, bremst er automatisch.

Der Citypilot macht’s leicht

Auf freier Strecke kann der neue Stadtbus bis zu 70 Stundenkilometer schnell fahren. Dabei muss die Fahrerin oder der Fahrer weder Gaspedal, noch Bremse betätigen, denn der Bus fährt mit dem sogenannten Citypiloten völlig autonom. Sobald die Fahrerin oder der Fahrer jedoch bremst oder Gas gibt, schaltet sich der Citypilot aus. Durch das teilautomatisierte Fahren wird die Fahrerin oder der Fahrer so zwar entlastet, kann aber immer eingreifen, wenn sie oder er es für nötig hält.

Future Bus
Wenn die Fahrerin oder der Fahrer auf Gaspedal oder Bremse tritt, schaltet sich der Citypilot ab

Über ein WLAN-System kann der Future Bus sich außerdem mit den Ampeln vernetzen und austauschen. Dadurch weiß er schon vorher, wann die nächste Ampel grün ist und kann sehr vorausschauend fahren. So fährt der Bus sehr ruhig und gleichmäßig, da er kaum bremsen muss. Und: Durch diese Fahrweise spart der Future Bus außerdem Kraftstoff. Somit werden weniger umweltschädliche Stoffe ausgestoßen.

Außen ein Bus – innen ein Park

Das Innendesign des Future Busses ist ebenfalls sehr besonders, denn es ist ähnlich wie ein Park gestaltet. Als Fahrgast hast du dort unterschiedliche Möglichkeiten, dich aufzuhalten. Du kannst entweder stehen bleiben und dich an Haltestangen festhalten, die ähnlich wie Bäume verästelt sind. Wenn du eine längere Strecke fährst, gibt es bequeme Sitzplätze mit Bildschirmen zur Unterhaltung und kabellosen Ladeschalen für das Smartphone. Die Decke des Future Bus ist hell beleuchtet und erinnert an ein Blätterdach.

Future Bus
Im Innenraum des Future Bus kannst du wie in einem Park entspannen

Bus Rapid Transit

In diesem Jahr wurde der Future Bus mit all seinen Funktionen bereits in Holland getestet. Holland hat eine sogenannte „Bus Rapid Transit“-Strecke, auf der alle Busse eine eigene Spur haben und damit unabhängig vom übrigen Verkehr fahren. Rund 20 Kilometer konnte der Bus darauf erfolgreich zurücklegen. Für Mercedes-Benz war das ein erstes Projekt, um an einem völlig autonomen Busverkehrssystem zu arbeiten. Besonders auf solchen „Bus Rapid Transit“-Strecken wie in Holland könnten autonome Busse bald schon Alltag sein.

Die beiden Genius-Kinderreporter Emma und Nick haben es sich in dem Future Bus auf der IAA Nutzfahrzeuge 2016 in Hannover schon mal bequem gemacht. Schau dir das Video von den beiden Reportern an.

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Hinweis: Die in diesem Text enthaltenen Informationen und Aussagen werden von unserem Team sorgfältig recherchiert und geprüft. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass dieser Text keinen wissenschaftlichen Anspruch erhebt. Die primäre Zielsetzung unserer Blogartikel besteht darin, junge Leserinnen und Leser für MINT-Themen zu begeistern und komplexe Inhalte in einer verständlichen Form zu vermitteln.

Stand: Dezember 2016

Bilder: Mercedes-Benz Group AG

Wie stellst du dir die Zukunft vor? Vielleicht so, dass man in den Ferien auf den Mond fliegen kann? Oder glaubst du, dass Kinder in der Schule irgendwann von Robotern unterrichtet werden? Du hast sicher tausend Ideen, wie die Zukunft aussehen könnte.

Zukunftsforscherinnen und -forscher tüfteln am Zukunftsauto

Hast du auch schon einmal darüber nachgedacht, wie Autos irgendwann aussehen werden? Unternehmen, die Autos bauen, machen das täglich. Dort arbeiten Zukunftsforscherinnen und -forscher, die sich überlegen, wie sich die Welt und die Menschen weiterentwickeln werden. Und welche Bedürfnisse die Menschen in der Zukunft haben. Sie überlegen sich, was ein Auto können muss, damit es in diese neue Welt hineinpasst und für die Menschen der Zukunft besonders nützlich ist. Um ihre Ideen für alle sichtbar zu machen, haben Forscherinnen und Forscher der Mercedes-Benz Group AG ein neues Zukunftsauto entwickelt. Es heißt Vision Tokyo. Wie der Name zustande kommt? „Vision“ ist eine Idee, wie man sich die Zukunft ausmalt. Und Tokio ist die Hauptstadt von Japan, die als sehr modern gilt.

Die Zeit während der Autofahrt sinnvoll nutzen
Die Zeit während der Autofahrt sinnvoll nutzen

Vision Tokyo fährt autonom

Die Zukunftsforscherinnen und -forscher nehmen an, dass Menschen in der Zukunft die Zeit im Auto für andere Dinge sinnvoll nutzen möchten, wie arbeiten, Besprechungen halten oder mit ihren Kindern während der Autofahrt spielen. Deshalb kann Vision Tokyo auch alleine fahren. Die Menschen müssen nicht mehr lenken, sondern können einsteigen und sich zu ihrem Ziel lotsen lassen. „Autonomes Fahren“ heißt das. Wenn eine Person beispielsweise über die Straße geht, erkennt das Auto das mit speziellen Sensoren und hält von selbst an. Es projiziert der Person sogar einen Licht-Zebrastreifen auf den Asphalt, damit der weiß, dass er die Straße überqueren kann. Das autonome Fahren könnte also nicht nur Zeit für andere Dinge einsparen, sondern auch die Sicherheit im Straßenverkehr erheblich verbessern.

Innen wie im Wohnzimmer der Zukunft

Innen sieht Vision Tokyo aus wie ein richtig schickes Wohnzimmer. Es sieht sehr modern aus mit einer großen, weißen Couch, auf der fünf Leute sitzen können. In dem Zukunftsauto wird das Autofahren zum absoluten Erlebnis: An den Innenwänden kann man sich während der Fahrt Filme anschauen oder im Internet surfen. Oder es werden dreidimensionale Landkarten an die Wände projiziert. Auch von außen sieht das Auto aus, als komme es aus der Zukunft. Mit einer spiegelglatten Oberfläche wie aus einem Guss und blau beleuchteten Flächen. Statt einer klassischen Frontscheibe hat der Vision Tokyo eine durchgehende Glasfläche wie bei einem Cockpit.

Der Fahrerbereich ähnelt einem Cockpit
Der Fahrerbereich ähnelt einem Cockpit

Umweltfreundliches Auto

Aber das Beste ist: Das Auto der Zukunft schont die Umwelt. Es fährt mit emissionsfreiem Elektroantrieb – also ganz ohne Abgase. Dank innovativer Technik ist das Fahrzeug sogar lernfähig. Das Auto lernt seine Insassen und ihre Bedürfnisse und Vorlieben immer besser kennen und passt sich an.

Zukunft träumen

Vision Tokyo wurde zum Testen, Forschen und „Angucken“ gebaut. Deine Eltern können es aber noch nicht in einem Autohaus kaufen. Das kann noch ein bisschen dauern. Aber vielleicht sehen in einigen Jahren ja schon alle Autos so aus und fahren ganz von alleine.

Hinweis: Die in diesem Text enthaltenen Informationen und Aussagen werden von unserem Team sorgfältig recherchiert und geprüft. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass dieser Text keinen wissenschaftlichen Anspruch erhebt. Die primäre Zielsetzung unserer Blogartikel besteht darin, junge Leserinnen und Leser für MINT-Themen zu begeistern und komplexe Inhalte in einer verständlichen Form zu vermitteln.

Stand: Januar 2016

Fotos: Mercedes-Benz Group AG

Stell dir vor du bist mit deinen Eltern unterwegs in den Urlaub. Dein Vater sitzt am Steuer und ist gestresst vom Verkehr auf der Straße. Plötzlich zieht sich das Lenkrad ins Armaturenbrett zurück und die Pedalen klappen ein. Der Fahrerstuhl dreht sich in deine Richtung und Dein Vater fängt an, mit dir zu plaudern. Und wer lenkt das Auto? Niemand, denn das Auto hat die Steuerung selbst übernommen! Ein Auto ohne Fahrer, das ohne gelenkt zu werden auf der Straße unterwegs ist? So stellt sich Mercedes Benz die Autos der Zukunft vor. Aber auch im Jahr 2015 gibt es schon ein Auto, dass das alles kann: das Forschungsfahrzeug F015 von Mercedes. Im Frühjahr 2015 wurde F015 in San Francisco vorgestellt und durfte schon die erste Testfahrt hinter sich bringen.

Ein Auto ohne Fahrer?

Der F015 fährt komplett autonom, das bedeutet, dass keiner der Insassen das Auto lenken oder den Motor bedienen muss. Das funktioniert, weil die Autoentwickler das Forschungsprojekt mit vielen Sensoren ausgestattet haben. Die Sensoren können die Umgebung von F015 wahrnehmen und wissen daher immer, wo sich das Auto gerade befindet. Auch die Position der anderen Verkehrsteilnehmer wird bestimmt, damit ein Zusammenstoß verhindert werden kann. Weil F015 mit einer Navigationssoftware ausgestattet ist, weiß es immer den Weg und kennt sein Ziel. Trotzdem kann der Fahrer auch mal selbst das Steuer übernehmen: Lenkrad und Pedale gibt es noch in dem Hightech-Auto. Die Leute auf der Straße können ebenfalls erkennen, ob gerade ein Mensch das Fahrzeug lenkt oder ob das Auto selbst das Steuer übernommen hat. Dort, wo normalerweise die Scheinwerfer strahlen, hat der F015 LED-Lampen. Die Lampen können in blauem oder in weißem Licht leuchten. Weiß bedeutet: Mensch am Steuer. Blau heißt: Auto lenkt sich selbst. Und es gibt noch mehr Besonderheiten. Fährt das Zukunftsauto im Straßenverkehr auf einen Fußgänger zu und erkennt ihn, projiziert das Auto einen Zebrastreifen auf die Straße, um dem Fußgänger zu vermitteln, dass er die Straße bedenkenlos überqueren kann. Will der Fahrer sein Auto in Zukunft aus der Garage holen, muss er eigentlich nichts weiter tun, als auf sein Handy zu tippen. Das Auto erhält ein Signal und fährt dann eigenständig aus der Garage. Praktisch, oder?

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Wie sieht das Zukunftsauto aus?

Das 5,22 Meter lange Forschungsfahrzeug F015 sieht aus, als wären wir schon in der Zukunft angekommen. Die Form des Autos ist geschwungen und glänzt in Silber. Es gibt im Innenraum vier Sitze, die ein bisschen an bequeme Sofasessel erinnern. Die vorderen Sitze können sich zusätzlich drehen, sodass sich alle vier Insassen anschauen und miteinander reden können. Schließlich muss ja niemand mehr auf die Fahrbahn achten. In Zukunft können so auch Konferenzen und Geschäftstermine  während der Autofahrt abgehalten werden. Der ganze Innenraum ist mit Touchscreens und modernen Computersystemen ausgestattet. Im Internet surfen, Musik hören oder Emails empfangen – alles ist im F015 möglich.

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Was hat der F015 unter der Haube?

Natürlich ist auch der Antrieb von F015 modern und umweltbewusst: Das Auto muss nicht mit Benzin oder Diesel betankt werden, denn es fährt mit Elektromotoren. Hier wird dir erklärt, wie ein Elektromotor funktioniert (Verlinkung zu altem Artikel). Die Motoren haben zusammen 272 PS. Damit benötigt der F015 nur 6,7 Sekunden, um auf Tempo 100 zu kommen. Insgesamt erreicht das Zukunftsauto eine Höchstgeschwindigkeit von rund 200 Kilometern pro Stunde. In Zukunft soll man sogar bis zu 900 Kilometer fahren können, ohne das Auto einmal „aufladen“ zu müssen.

 

Autofahren in 15 Jahren

Im Jahr 2050 wird es schätzungsweise doppelt so viele Autos geben wie heute. Deshalb müssen Autos in Zukunft noch intelligenter werden, um Unfälle zu verringern und vorzubeugen. Gas geben, bremsen, Abstand halten, überholen – alles Dinge, die Autos künftig ohne Kommando des Fahrers können sollen. Auch wenn das zwei Millionen Euro teure Testprojekt F015 erst mal nur eine Forschungsstudie ist und noch nicht im normalen Alltagsverkehr eingesetzt wird, zeigt das Projekt eindrucksvoll, wie die Zukunft der Autos aussehen kann. Und wer weiß, vielleicht fährst du ja wirklich schon bald mit so einem Zukunftsauto in den Urlaub.

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Hinweis: Die in diesem Text enthaltenen Informationen und Aussagen werden von unserem Team sorgfältig recherchiert und geprüft. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass dieser Text keinen wissenschaftlichen Anspruch erhebt. Die primäre Zielsetzung unserer Blogartikel besteht darin, junge Leserinnen und Leser für MINT-Themen zu begeistern und komplexe Inhalte in einer verständlichen Form zu vermitteln.

Stand: September 2015

Auf der Autobahn herrscht dichter Verkehr. Das Auto neben euch blinkt, beschleunigt und überholt euch souverän. Und die Fahrerin oder der Fahrer? Tippt seelenruhig etwas auf dem Handy ein und achtet gar nicht auf den Verkehr. Das klingt nach einer sehr fahrlässigen Person, könnte aber in naher Zukunft ein gängiges Szenario sein. Den Traum vom autonomen Fahren gibt es schon lange. Angefangen vom Tempomat bis hin zu den neuesten Fahrerassistenzsystemen. Automatisiertes Fahren, also das Fahren mit Hilfe von Assistenzsystemen, ist für uns nichts Spektakuläres mehr. Und so nähern wir uns in immer größeren Schritten dem autonomen Fahren.

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2013 hat der Mercedes S 500 Intelligent Drive eine Strecke von 100 Kilometer autonom zurückgelegt. Die Route von Mannheim nach Pforzheim war dabei nicht zufällig gewählt, sondern folgte den Spuren …

Von automatisch zu autonom

Beim autonomen Fahren fährt das Auto selbstständig und ohne jegliche Einwirkungen der Fahrerin oder des Fahrers. Technisch gesehen ist diese Vision schon lange keine Utopie mehr. Immer größerer Rechenleistung, Innovationen auf dem Gebiet der Sensorik und die rasante Digitalisierung und Vernetzung, machen die fahrerlose Fortbewegung greifbar. Das Forschungsfahrzeug F015 fährt schon komplett autonom, das bedeutet, dass keiner der Insassen das Auto lenken oder den Motor bedienen muss – allerdings noch nicht im normalen Straßenverkehr. Das autonome Fahren ist also alles andere als nur reine Zukunftsmusik. Fraglich ist nur, für wen solche Autos erschwinglich sein werden. Für den Normalverdiener momentan sicher nicht. Denn die Hardware- und Software-Komponenten sind immer noch sehr teuer. Ziel ist es also zunächst die Hard- und Software schneller, intelligenter und preiswerter zu machen, bis der Traum vom selbstfahrenden Auto Wirklichkeit werden kann.

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Die intelligenten Assistenzsysteme von Mercedes-Benz sind seit 2012 unter dem Begriff „Intelligent Drive“ zusammengefasst. Die Basis ist die innovative 6D-Vision-Technologie, die Aufnahmen von …

Stufenweise zur Realität

Expertinnen und Experten warnen aber davor, zu hohe Erwartungen an autonome Fahrzeuge zu stellen. Sich von heute auf morgen ins Auto zu setzen und einfach ans Ziel transportieren zu lassen, wäre zu weit gegriffen. Stattdessen soll autonomes Fahren stufenweise zur Realität werden. Das heißt, dass Fahrzeuge zunächst auf bestimmten Straßen, wie etwa der Autobahn, autonom fahren können oder etwa bei bestimmten Witterungsbedingungen. Anfangs wird man das System auch noch überwachen müssen, bis man tatsächlich zu seinem Laptop greifen und während der Fahrt gemütlich einen Film anschauen kann. Und selbst, wenn dieses Szenario bald möglich ist, kann die Fahrerin oder der Fahrer jederzeit selbst zum Lenkrad greifen und hat in diesem Moment das Auto wieder unter voller Kontrolle.

Hinweis: Die in diesem Text enthaltenen Informationen und Aussagen werden von unserem Team sorgfältig recherchiert und geprüft. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass dieser Text keinen wissenschaftlichen Anspruch erhebt. Die primäre Zielsetzung unserer Blogartikel besteht darin, junge Leserinnen und Leser für MINT-Themen zu begeistern und komplexe Inhalte in einer verständlichen Form zu vermitteln.

Stand: Mai 2014