Kognitive und sprachinteraktive KI-Systeme für autonomes Fahren

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Fahrer in autonomen Fahrzeugen reagieren gemäß einer Studie besser auf akustische und haptische als auf rein visuelle Signale; Nuance und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz DFKI intensivieren die Zusammenarbeit mit einem Büro auf dem Forschungs-Campus.

Fahrer in autonomen Fahrzeugen reagieren besser auf akustische und haptische als auf rein visuelle Signale; Nuance und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz DFKI intensivieren die Zusammenarbeit mit einem Büro auf dem Forschungs-Campus.

Nuance erweitert seine Partnerschaft mit dem Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI), der weltweit größten wissenschaftlichen Forschungseinrichtung für Methoden und Anwendungen auf dem Gebiet der Künstlichen Intelligenz (KI). Nuance ist ab sofort mit einem eigenen Büro auf dem DFKI-Campus in Saarbrücken vertreten und wird gemeinsam mit dem DFKI zu KI und Mensch-Maschine-Interaktion forschen. Konkret geht es um Anwendungen in selbstfahrenden Autos, im Gesundheitswesen und in der Omnichannel-Kundenbetreuung.

Eine gemeinsame Initiative von Nuance und DFKI fokussiert die Anwendung von KI in Systemen für das autonome Fahren. Benötigt werden intelligente kooperative Fahrerassistenzsysteme, die den Fahrer bei Bedarf effektiv in den Fahrmodus zurückholen.

In der Zukunftsvision des selbstfahrenden Autos haben die Insassen mehr Zeit, um sich zu unterhalten oder zu arbeiten, zum Beispiel, um Filme zu sehen, zu spielen, zu lesen oder lange Pendelzeiten mithilfe von Apps und Services produktiver zu nutzen. Allerdings muss die Steuerung des Fahrzeugs schnell und nahtlos an den Fahrer übergeben werden, wenn dessen Eingreifen erforderlich ist. Um die Umstände der vielen Szenarien besser verstehen zu können, in denen die Steuerung durch den Fahrer erforderlich ist, haben Nuance und DFKI eine Usability-Studie durchgeführt. Zielsetzung war, herauszufinden, wie die Aufmerksamkeit des Fahrers in diesem Fall am effektivsten geweckt wird.

Die Teilnehmer der Studie wurden in einem simulierten autonom fahrenden Auto mit unterschiedlichen Aktivitäten wie Lesen, Musik hören, E-Mail schreiben und Film schauen beschäftigt. Währenddessen erzeugte das autonome System haptische (Vibrationen) sowie visuelle und/oder akustische Hinweise, um zu sehen, auf welchen Reiz die schnellste Reaktion erfolgt. Die Studie deckte eine Vielzahl von Szenarien ab, darunter schlechte Wetterbedingungen, Warnmeldungen der Systemdiagnose, Sensordefekte, Staus und allgemeine StVO-Regeln. Im Anschluss wurden die Teilnehmer aufgefordert, jeweils ihre Erfahrungen im Hinblick auf die Annehmlichkeit, die Usability, das Vertrauen und die Nutzbarkeit der Hinweise zu bewerten.

Die wichtigsten Ergebnisse der Studie: 

  • Die Mehrheit der Teilnehmer bevorzugte integrierte, multimodale Benutzeroberflächen, die akustische, haptische und visuelle Hinweise nutzten. Bei Warnmeldungen, die dieselbe Modalität wie ihre aktuelle Aktivität nutzten, waren die Fahrer nicht so reaktionsschnell und weniger zufrieden. Bevorzugt wurden Warnmeldungen, die jeweils auf die aktuelle Aktivität abgestimmt waren und komplementäre Kanäle nutzen. Wenn die Teilnehmer zum Beispiel gerade ein Buch lasen, bevorzugten sie eine akustische oder haptische Warnung. Beim E-Mail-Schreiben oder bei Arbeitsaktivitäten wurden wiederum akustische Signale präferiert. 
  • Daraus folgt, dass der Zugriff auf kontextuelle Daten und Informationen aus dem Auto, einschließlich Informationen über die aktuelle Aktivität des Fahrers schnellere Reaktionszeiten und eine bessere Benutzererfahrung ermöglichen.
  • Unabhängig von der aktuellen Fahreraktivität werden akustische Signale als angenehmer und effektiver wahrgenommen als visuelle und führen zu schnelleren Reaktionen als rein haptische Warnmeldungen. 
  • Hörbaren und haptischen Reaktionen des Fahrerassistenzsystems vertrauen Fahrer insgesamt mehr als rein visuellen Hinweisen.
  • Die Daten ergeben, dass die Reaktionszeit am kürzesten ist, wenn der Fahrer mit einer Höraktivität beschäftigt ist, wie zum Beispiel einem Hörbuch oder Musik.

Die DFKI-Studie ergänzt eine kürzlich durchgeführte Umfrage von Nuance in den USA und Großbritannien unter 400 Fahrern zur Art der Aktivitäten, die diese in einem autonom fahrenden Auto als Passagiere planen.

Die Befragten nannten als Top-5-Aktivitäten während einer längeren Reise, die sie alleine zurücklegen, Radio hören (64 Prozent), Entspannen (63 Prozent), Telefonieren (42 Prozent), Im Internet Surfen (42 Prozent) und Kommunikation mittels Nachrichten (36 Prozent) – in jedem Fall eine Kombination aus visuellen, auditiven und haptischen Aufgaben.

Beim Fahren mit Beifahrern lag der Schwerpunkt mehr auf gemeinsamen Aktivitäten, wie sich Unterhalten (71 Prozent) oder Radio hören (58 Prozent) statt Telefonieren (nur 19 Prozent) oder Nachrichten schicken (23 Prozent).

„Unsere Partnerschaft mit dem DFKI konzentriert sich darauf, KI-Lösungen weiterzuentwickeln, die komplexe Mensch-Maschine-Interaktionen ermöglichen, etwa in autonom fahrenden Autos. Unsere Studie zeigt, dass autonome Systeme in der Lage sein müssen, die Rolle des Fahrers als Passagier zu verstehen, zu analysieren und KI sinnvoll zu nutzen, um das autonom fahrende Auto sicherer und intelligenter zu machen“, sagt Vlad Sejnoha, Chief Technology Officer bei Nuance Communications.

„Nuance und das DFKI teilen die Vision, dass fortgeschrittene persönliche Assistenten und kognitive Technologien in der Lage sind, die menschliche Intelligenz effektiv zu verstärken“, so Sejnoha weiter. „Wir nutzen unsere Erfahrungen mit vernetzten Systemen und virtuellen Assistenten, um sie deutlich produktiver und nützlicher zu machen.“ 

„Kognitive und sprachinteraktive KI treiben die zweite Welle der Digitalisierung voran, die auf dem tiefen Verständnis digitaler Daten basiert“, kommentiert Prof. Dr. Wolfgang Wahlster, CEO des DFKI. „Durch die Partnerschaft mit Nuance können wir Innovationen in die Realität umsetzen. Wir können unsere Forschung direkt in Systeme übertragen, die Menschen jeden Tag nutzen, und damit die realen Herausforderungen und komplexen Strukturen vernetzter intelligenter Service-Plattformen ansprechen. Mit dem Büro von Nuance am DFKI Campus in Saarbrücken mit seinen Forschergruppen für autonomes Fahren, Deep Learning, multimodalen Dialog und Sprachverständnis werden wir den Austausch zwischen Menschen und intelligenten Umgebungen weiter vorantreiben und letztendlich die nächste Generation von Autos, Bots, Assistenten und intelligenten Objekten auf den Markt bringen, die den Alltag einfach besser und sicherer machen“, 

Die Partnerschaft zwischen Nuance und DFKI umfasst auch die Weiterentwicklung der semantischen Einordnung von Wörtern per Natural Language Understanding (NLU). Ziel ist es, sprachinteraktive kognitive KI-Schnittstellen zwischen Menschen und virtuellen Assistenten für eine Reihe von vertikalen Märkten zu entwickeln, einschließlich Gesundheitswesen und Omnichannel-Kundenbetreuung. Nuance unterstützt NLU bereits für über mehr als 40 Sprachen und entwickelt diesen Bereich durch die Anwendung von „Deep NLU“ kontinuierlich weiter. Dieser Ansatz nutzt Methoden des Deep Learnings, um Feinheiten der menschlichen Sprache besser zu verstehen. Gemeinsam mit dem DFKI-Team ist bereits ein Projekt gestartet worden, um diesen Ansatz ins Deutsche zu übertragen. 

Nuance ist Gesellschafter der DFKI, zusammen mit weiteren Global-Playern wie Google, Microsoft, Intel, SAP, BMW, Bosch und Deutsche Telekom.

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