Du bist unterwegs und lädst mit deinem Handy ein Video herunter. Du drückst den Download-Button und das Video ist sofort da, ohne dass du warten musst. Deine Internetverbindung ist superschnell, völlig egal, ob du gerade in der Stadt, auf dem Land oder in den Bergen bist. Das soll mit dem neuen mobilen Internet 5G bald Realität werden. 

5G – die bisher schnellste Internetverbindung

Wenn von 3G, 4G oder 5G die Rede ist, dann sind damit Namen von Mobilfunknetzen gemeint. Das G in den Namen bezeichnet dabei die jeweilige Generation. 5G steht also für die fünfte Generation des Mobilfunks. Und mit jeder neuen Generation sind die Verbindungen noch besser und schneller geworden. Im Moment können wir mit 4G sehr große Datenmengen innerhalb von Sekunden herunterladen. 5G soll sogar so schnell sein, dass Übertragungen in Echtzeit möglich werden. Das bedeutet, dass es keine zeitlichen Unterschiede mehr gibt: Nachrichten können in ein und demselben Moment versendet und empfangen werden. Live-Streams zeigen auf dem Bildschirm genau das, was in dem Moment auch in der Realität passiert. Aber wie funktioniert das?

So funktioniert 5G

Das Wort „Netz“ in der Bezeichnung Mobilfunknetz verrät uns schon, wie 5G aufgebaut ist. Es ist ein riesiges und größtenteils unsichtbares Netz. Hast du dir das Netz einer Spinne schon einmal genauer angeschaut? Es gibt viele Punkte, an denen sich einzelne Fäden kreuzen und ein stabiles Netz aufbauen. Ein Mobilfunknetz sieht ähnlich aus. Viele Sendemasten dienen als sogenannte „Knotenpunkte“ und senden Frequenzen aus. Der Mobilfunk braucht die Frequenzen, um Daten von den Sendemasten an die Handys übermitteln und wieder empfangen zu können. Die Frequenzen sind sozusagen die Autobahnen der Daten, über die große Datenmengen rasend schnell an ihr Ziel gelangen. Das Netz aus Sendemasten und Frequenzen funktioniert für alle Generationen des Mobilfunks. Aber warum ist 5G dann so viel schneller? Die neue Technik von 5G erweitert den bisherigen Frequenzbereich und nutzt mehr Frequenzen. Dadurch können größere Datenmengen schneller übertragen werden.

Warum brauchen Autos 5G?

Das mobile Internet 5G ist grundlegend für das autonome Fahren. Die Autos der Zukunft fahren selbstständig und ohne jegliche Einwirkungen des Fahrers. Sie lenken, bremsen und beschleunigen ganz von alleine. Damit das funktioniert, müssen die Autos sehr schnell miteinander kommunizieren können. Sie müssen miteinander vernetzt sein und Daten in Echtzeit austauschen. Dadurch kann ein Auto zum Beispiel wissen, was hinter der nächsten Kurve passiert. Wenn sich dort ein Stau gebildet hat, wird das Auto schon davor abbremsen, weil ein vorausfahrendes Auto die Stauinformation bereits per 5G übermittelt hat. Die Kommunikation muss also extrem schnell sein und problemlos funktionieren, damit keine Unfälle passieren. Den schnellen Austausch kann 5G ermöglichen. Experten sagen, dass wir mit dem Ausbau von 5G-Netzen dem autonomen Fahren einen großen Schritt näher kommen werden.

 

Autonome Fahrzeuge vernetzen sich mittels 5G
5G – Das neue Mobilfunknetz vernetzt die Autos der Zukunft

 

Beitragsfoto: Daimler AG

„Künstliche Intelligenz“, kurz KI, das sind Computerprogramme, die menschliche Intelligenz nachahmen. Ziel ist es, Maschinen zu entwickeln, die selbstständig Probleme lösen, indem sie auf ihre Umwelt reagieren. Computersysteme sollen auf Fragen keine vorprogrammierte Antwort geben, sondern die Frage selber interpretieren und „intuitiv“ darauf reagieren.

Schon heute ist KI aus vielen Bereichen unseres Lebens nicht mehr wegzudenken. Auch du bist bestimmt schon mehrere Male mit künstlicher Intelligenz in Berührung gekommen, ohne es zu merken. Hast du schon einmal den Sprachassistenten deines Smartphones – also zum Beispiel Siri – etwas gefragt? Hinter dieser Technik steckt KI. Auch im Bereich Spiele wird sie eingesetzt. So kann man Schach zum Beispiel nicht nur gegen einen menschlichen Mitspieler spielen. Wenn niemand mit dir spielen will, kannst du auch gegen einen Schachcomputer antreten – und die zu besiegen ist gar nicht so leicht, im Gegenteil!

Genius Wissenscommunity von Daimler: Was ist künstliche Intelligenz? Wie funktioniert künstliche Intelligenz? Schachcomputer, selbstlernende Maschinen
Gegen einen Schachcomputer zu gewinnen, ist ganz schön schwer. — Bild: Pixabay

Und wie machen die Maschinen das?

Künstliche Intelligenz funktioniert mit „künstlichen neuronalen Netzen“: Das sind Programme, die die Funktionsweise des Gehirns nachahmen.

Sogenannte Neuronen verknüpfen die Nervenzellen im menschlichen Körper. Jeder Mensch hat unfassbar viele Neuronen – circa 20 Milliarden, die an vielen Stellen miteinander verbunden sind. Diese Verbindungen heißen Synapsen und diese bilden ein sehr komplexes Netzwerk. Auf diese Weise verarbeitet das Gehirn Informationen und ermöglicht dir zum Beispiel das Lernen. Dein Gehirn ist dabei theoretisch viel leistungsfähiger als jeder Computer – allerdings im Vergleich recht langsam.

Computer stellen diese Informationsverarbeitung des Gehirns durch künstliche neuronale Netze nach. Informationen werden als Input auf der einen Seite eingegeben, verarbeitet und das Ergebnis wird auf der anderen Seite als Output wieder ausgegeben. Solche Systeme setzen sich aus sogenannten Algorithmen zusammen. Hinter diesem Fachbegriff versteckt sich eine Aufeinanderfolge von verschiedenen Regeln in Computersprache, um Aufgaben zu lösen.

Genius Wissenscommunity von Daimler: Was ist künstliche Intelligenz? Wie funktioniert künstliche Intelligenz? Neuronale Netze, Nervenzellen, Algorithmen, selbstlernende Maschinen
So sehen Nervenzellen im menschlichen Gehirn aus. — Bild: Pixabay

Künstliche Intelligenz in der Automobilindustrie

Auch in der Automobilindustrie wird an KI geforscht, denn sie ist wesentlicher Bestandteil zukünftiger Mobilität.  Bereits heute sind die neuesten Auto-Modelle mit künstlicher Intelligenz ausgestattet. Viele Assistenzsysteme, zum Beispiel der Einparkassistent, funktionieren auf diese Weise. Im Bereich Bildverstehen werden in der Forschung große Fortschritte gemacht. Assistenzsysteme erkennen Radfahrer und Fußgänger auch dann, wenn die Straße regennass ist und spiegelt.

Die Zukunft sind nicht nur selbstfahrende Autos, sondern intelligente Fahrzeuge, die selber dazulernen, damit du künftig noch sicherer und gleichzeitig noch komfortabler unterwegs sein kannst.

Genius Wissenscommunity von Daimler: Was ist künstliche Intelligenz? Wie funktioniert künstliche Intelligenz? Fahrerassistenzsysteme, intelligente Autos, Einparkassistent
Auch Assistenzsysteme im Auto funktionieren mit Künstlicher Intelligenz. — Bild: Daimler AG

Beitragsbild: Pixabay

Platooning funktioniert ähnlich wie die Elefantenkompanie aus dem Dschungelbuch: Der erste LKW gibt das Tempo vor, alle anderen folgen. Dabei muss nur der Fahrer des vordersten Fahrzeugs lenken und Gas geben beziehungsweise bremsen. Die Lastwagen dahinter sind via WLAN mit dem ersten Truck vernetzt und Computer kümmern sich während der Fahrt um alles. Die hinteren LKW-Fahrer müssen dann nur noch die Instrumente überwachen – ähnlich wie ein Flugkapitän, der den Autopiloten eingeschaltet hat. Während der Fahrt wird dann ab und zu die Position in der Kolonne gewechselt, sodass jeder Mal die Führung übernimmt.

Theoretisch lassen sich auch ganz unterschiedliche Fahrzeuge via WLAN miteinander verbinden – ein LKW könnte beispielsweise während der Fahrt das Signal aussenden, dass er bereit ist, andere in seinen Windschatten zu nehmen. Bis zu neun Fahrzeuge können sich der Kolonne dann anschließen.

Weniger Sprit, mehr Sicherheit

Dank der WLAN-Verbindung zwischen den LKWs kann der Sicherheitsabstand zwischen zwei Trucks von 50 Metern auf 15 Meter verringert werden. Bremst der erste LKW, so funkt er nämlich automatisch den nächsten an, der dann ebenfalls bremst. Das Ganze geschieht blitzschnell – nämlich innerhalb von 0,2 Sekunden. Ein Mensch würde in dieser Situation mindestens eine Sekunde benötigen, um die Lage zu erfassen und auf das Bremspedal zu drücken. Ein Sicherheitsabstand von 15 Metern wäre ohne die automatischen Bremssysteme also viel zu gefährlich.

Der Vorteil bei der Sache: Durch den verringerten Abstand können die hinteren Laster im Windschatten fahren. Dieser entsteht ganz ähnlich wie der durch Licht erzeugte Schatten: Treffen Lichtstrahlen auf einen Gegenstand, werden sie gebremst und hinter dem Gegenstand gibt es kaum noch Licht. Es entsteht ein Schatten. Bei Luftströmen ist das genauso. Hinter einem Gegenstand – beziehungsweise einem vorausfahrenden LKW – ist kaum noch Wind und es entsteht der sogenannte Windschatten. Die LKWs müssen dann weniger Gas geben, um die Geschwindigkeit konstant zu halten. Das spart Sprit und schont die Umwelt.

Mithilfe von Platooning lässt sich so einiges an Sprit einsparen. — Bild: Pixabay

Außerdem wird es dank Platooning in Zukunft wahrscheinlich viel weniger Unfälle mit LKWs geben. Momentan kann es für die Fahrer nämlich manchmal noch sehr anstrengend sein, sich den ganzen Tag auf den Straßenverkehr zu konzentrieren. Gelegentlich lässt dann auch schon mal die Konzentration nach, was im schlimmsten Fall zu einem Zusammenstoß führen kann. Mithilfe von automatischen Bremssystemen wird das voraussichtlich viel seltener passieren.  

Tests auf amerikanischen Autobahnen

Bislang wird das Platooning-Verfahren noch nicht auf den öffentlichen Straßen genutzt, denn das System befindet sich noch in der Testphase. Daimler führt im US-Bundesstaat Oregon auf den Highways derzeit verschiedene Tests durch, die zeigen sollen, ob das System sicher ist. Die amerikanischen Autobahnen eignen sich für diese ersten Tests besonders gut, denn sie sind lang und gerade und der Verkehr kann fließen. Stundenlang geht es im selben Tempo voran. Unter diesen Bedingungen lässt sich das neue Verfahren am besten ausprobieren.

Auf Autobahnen in den USA wird das Platooning-Verfahren derzeit getestet. — Bild: Pixabay

Beitragsfoto: Daimler AG