STADT:up – Intuitive und verständliche HMIs für autonome Fahrzeuge

Autonome Fahrzeuge sind auf dem Vormarsch und verändern unsere Städte. Aber wie sorgen wir dafür, dass diese Technologie nicht nur funktioniert, sondern auch begeistert? Verständliche Mensch-Maschine-Schnittstellen (Human Machine Interfaces, HMI) sind dabei der Schlüssel. Seit Januar 2023 wirken wir im Verbundforschungsprojekt STADT:up mit, um Lösungen für die autonome urbane Mobilität zu entwickeln. Unser Ziel ist es, Technologien und Konzepte zu schaffen, die automatisiertes und autonomes Fahren in Städten ermöglichen. Ergosign fokussiert sich hierbei auf die Gestaltung der Mensch-Maschine-Interaktion, um Akzeptanz, Vertrauen und Sicherheit der Fahrzeuginsassen nachhaltig zu fördern. Dieses Update gibt Einblicke in unsere aktuellen Fortschritte und Erkenntnisse.

Menschzentrierte und erklärbare KI im Fokus

Wie machen wir autonomes Fahren für alle verständlich und zugänglich?

Das ist für uns die zentrale Frage im Projekt STADT:up. Im Teilprojekt 2 – “Human Factors” konzentrieren wir uns bei Ergosign auf die Entwicklung von Informations- und Interaktionskonzepten, die das Verhalten autonomer Fahrzeuge erklären. Denn nur, wenn wir verstehen, was um uns herum passiert und wie das Fahrzeug Entscheidungen trifft, fühlen wir uns sicher. Menschzentriertes User Experience Design ist hier entscheidend: Lösungen müssen sich an den Bedürfnissen der Menschen orientieren, um ihr volles Potenzial zu entfalten.

Adaptive und modulare Interaktionskonzepte

Um Vertrauen in KI-basierte Systeme wie autonome Fahrzeuge zu schaffen, müssen wir zeigen, wie diese Entscheidungen treffen. Wir experimentieren mit verschiedenen Möglichkeiten und Modalitäten, KI-Entscheidungen zu kommunizieren – ob über Displays, Tonsignale oder Ambient Light. Wichtig ist, dass die Informationen hilfreich sind, ohne zu überfordern. Dabei suchen wir nach dem perfekten Informationsgleichgewicht und untersuchen situations- und kontextabhängige Interaktionsmodule.

Simulatorstudien liefern wichtige Erkenntnisse

Mit Nutzerstudien und Simulationsumgebungen testen wir unsere Ideen und Konzepte auf Herz und Nieren. Einige unserer zentralen Erkenntnisse bisher:

• Informationsbedürfnis: Das Informationsbedürfnis der Insassen hängt stark von der empfundenen Sicherheit bzw. Gefährlichkeit der Fahrsituation ab.

• Kritische Momente: In kritischen Momenten ist es für viele Insassen wichtig, genau zu wissen, was das Fahrzeug sieht und plant. Eine klare und verständliche Visualisierung der Umgebung ist dabei sehr wertvoll.

• Multimodale Signale: Multimodale Signale können die User Experience optimieren, erfordern jedoch eine sorgfältige Gestaltung, um eine Überforderung oder Irritation der Nutzenden zu vermeiden. Licht- und Tonsignale können die UX verbessern und das Vertrauen in autonome Fahrzeuge steigern, sofern sie zielgerichtet eingesetzt werden.

Augmented Reality: Die Zukunft im Blick

Um Informationen noch besser zu vermitteln, untersuchen wir derzeit das Potential von Augmented Reality (AR). Mit AR können wir Hinweise und Informationen direkt ins Sichtfeld der Nutzenden projizieren, zum Beispiel auf die Windschutzscheibe. Im Sommer 2025 planen wir weitere Nutzerstudien in München und Hamburg, um das genauer zu untersuchen. Möchten Sie mit dabei sein und die Zukunft der Mobilität mitgestalten? Dann melden Sie sich hier zu unserer Studie an.

EngineeringUI: Das Cockpit für Entwickler:innen

Neben der UX für Fahrgäste entwickeln wir im Teilprojekt 5 – "Autonomes Fahren" ein EngineeringUI für Entwickler:innen von KI-Software. Wie in unserem ersten Artikel zu STADT:up bereits erwähnt, haben wir hier zusammen mit unseren Partnern zunächst den Nutzungskontext analysiert, Anforderungen abgeleitet und diese unter anderem in Personas aufbereitet. Auf diesem Fundament konnten wir Opportunity Areas identifizieren, in denen das EngineeringUI die Arbeit von Entwickler:innen erleichtern kann. 

Das EngineeringUI visualisiert die Daten der Fahrzeugsensoren in einer Webanwendung und ist für die mobile Nutzung im und am Testfahrzeug optimiert. Den Entwickler:innen hilft es dabei, Aufnahmen zu erstellen, zu annotieren und zu verwalten und die Algorithmen zu evaluieren und zu optimieren. 

Für die Entwicklung der Anwendung nutzen wir als Fundament das Robot Operating System (ROS), ein flexibles Open Source Framework, das die grundlegende Kommunikation und Steuerung von Robotern handhabt. Um die von ROS generierten Datenströme in Echtzeit zu visualisieren und zu analysieren, setzen wir auf die zu Projektbeginn ebenfalls quelloffene Anwendung Foxglove. Im Rahmen unseres Projekts haben wir Foxglove gezielt für die mobile Nutzung auf Tablets und anderen tragbaren Endgeräten optimiert und dessen Visualisierungsfunktionalitäten um speziell integrierte Aufnahme-Annotationsfunktionen erweitert, mit der wir wichtige Ereignisse direkt während des Betriebs markieren und aufzeichnen können.

Langfristig soll das UI die performante Visualisierung der Sensorinformationen und die Anpassung von Visualisierungs- bzw. HMI-Einstellungen in Echtzeit ermöglichen. Eine grosse Herausforderung ist dabei jedoch die riesige Menge an Daten, die von den Versuchsträgern gesendet wird und verarbeitet werden muss. Um diese Challenge zu bewältigen, arbeiten wir intensiv mit unseren Projektpartnern zusammen.

Auf der Zielgeraden

Das Projekt STADT:up biegt auf die Zielgerade ein und wird im Frühjahr 2026 abgeschlossen. Dank der Zusammenarbeit mit OEM, Zulieferern und Forschungseinrichtungen entstehen praxisnahe, wissenschaftlich fundierte Lösungen für verständliche Lösungen für autonome Systeme. Wir fördern zudem den technischen und wissenschaftlichen Nachwuchs und erzeugen wertvolle Synergien zwischen Human Factors-Forschung und Technologieentwicklung. Die gewonnenen empirischen Erkenntnisse werden in die Entwicklung menschzentrierter, verständlicher und vertrauensvoller autonomer Fahrzeuge einfliessen. Damit und durch diverse weitere Projekte setzen wir bei Ergosign unsere Expertise ein, um die Mobilität von morgen zu gestalten.

Wir freuen uns, Ihnen bald weitere Einblicke und Ergebnisse aus dem letzten Projektjahr von STADT:up zu präsentieren!

Wollen Sie mit uns die Zukunft gestalten?

Gemeinsam gestalten wir nutzerfreundliche und vertrauenswürdige, automatisierte Fahrfunktionen und intelligente Mobilitätskonzepte. Wir unterstützen Sie mit unserer UX-Expertise, menschzentrierter HMI-Entwicklung und erprobten Methoden aus Forschung und Praxis.

Die vorliegende Arbeit ist ein Ergebnis des Verbundforschungsprojektes STADT:up (Förderkennzeichen 19A22006K). Das Forschungsvorhaben wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

In jüngster Zeit hat künstliche Intelligenz (KI) in verschiedenen Branchen einen signifikanten Einfluss ausgeübt. Wir sind überzeugt, dass die Integration von KI in unsere eigenen Services sowie die unserer Kunden weiter voranschreiten wird. Unter Nutzung unserer umfangreichen Erfahrung und unseres vielfältigen UX-Portfolios freuen wir uns darauf, die Zukunft gemeinsam mit diesen technologischen Fortschritten zu gestalten.