Sieg für TUM: KI steuert Rennwagen mit über 250 km/h
Autonomes Fahren einmal anders: Bei einem Wettbewerb auf der Formel 1-Strecke in Abu Dhabi galt es Rennwagen per künstlicher Intelligenz zu steuern. Gewonnen hat das Team aus München.
Das Siegerteam der TU München mit seinem KI-gesteuerten Boliden.
Foto: TUM Autonomous Motorsports
Das erste autonome Formel 1-Rennen mit echten Boliden fand am 27. April in der „Abu Dhabi Autonomous Racing League“ (A2RL) auf der Rennstrecke statt, wo sonst Fahrer wie Max Verstappen, Sergio Pérez und Lewis Hamilton um WM-Punkte kämpfen. Diesmal traten in den Vereinigten Arabischen Emiraten traten mehrere internationale Teams mit künstlicher Intelligenz statt menschlichen Fahrern an.
Echte Rennwagen mit 550 PS
Zur Verfügung hatten die Teams echte Rennwagen des Herstellers Dallara mit Radar, Kameras und zahlreichen anderen Sensoren sowie Rechnern. Einen 360-Grad-Blick liefern der KI beispielsweise sieben Sony IMX728-Kameras. Zur Berechnung werden im Computer der Fahrzeuge leistungsstarke Nvidia-Prozessoren eingesetzt. Damit galt es die Strecke sowie die Konkurrenzfahrzeuge im Rennen bei hohen Geschwindigkeiten zu erfassen.
Das Einheitschassis aus dem Jahr 2023, wird von einem 4-Zylinder-Turbomotor mit 2,0 Litern Hubraum angetrieben, der 40 kW (rund 550 PS) leistet. Gekoppelt ist der Motor ist mit einem Sechsgang-3MO-Getriebe. Den Unterschied musste also die Programmierung machen. Neben Daten aus Lenkung, Gangwechsel und von mechanischen Aggregaten musste die KI lernen, die Zustände von Reifen und Bremsen richtig zu bewerten.
Formel-1-Rennen mit KI: Ein Meilenstein für das autonome Fahren
Sieger wurde das rein von künstlicher Intelligenz gesteuerte Fahrzeug der Technischen Universität München (TUM). Weder menschliche Fahrer noch eine Fernsteuerung waren zugelassen. Den Erfolg sieht Markus Lienkamp, Professor vom TUM-Lehrstuhl für Fahrzeugtechnik, als einen Meilenstein beim autonomen Fahren: „Unser Team konnte in kürzester Zeit das Fahrzeug im fahrdynamischen Grenzbereich bewegen, andere Fahrzeuge detektieren und überholen. Damit kommen wir dem Schritt näher, den Menschen beim Rennfahren nachzubilden.“
Teamleiter Simon Hoffmann sieht dabei die die Harmonie im Team als wichtigen Erfolgsfaktor. „Unser Arbeitsethos, das Einstehen füreinander und der daraus resultierende Teamgeist haben uns auch über Schwächephasen hinweggetragen und zum Erfolg geführt“, sagte er. Zum Team TUM-KI-Racer gehörten drei Professoren, zehn Doktoranden und fünf Masterstudenten des TUM-Lehrstuhls für Fahrzeugtechnik.
Acht Teams am Start
Acht internationale Teams aus China, Deutschland, Italien, Singapur und Ungarn waren angetreten. Erst im Finale mit den vier schnellsten Fahrzeugen des Qualifyings, konnte sich das in München entwickelte System gegen die starke Konkurrenz durchsetzen. Am Samstagabend ging es dann vor 25.000 Zuschauern gegen die Teams der Universität Politecnico di Milano, Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia und der privaten Constructor University Bremen.
Die anspruchsvolle Aufgabe für KI-gestützte System war es, das vorausfahrende Auto in einem Verfolgungsrennen zu überholen. Die Lösung der TUM suchte sich dabei selbstständig den Grenzbereich und meisterte spektakuläre Überholmanöver bei Geschwindigkeiten bis 250 km/h auf der kurvenreichen Strecke.
KI konnte Crashs nicht vermeiden: Alle Teams hatten Probleme
Nicht alles lief dabei wie geplant. In Qualifizierungsrennen gab es zahlreiche Probleme und Crashes von allen Teams. Der TUM gelang es jedoch, diese innerhalb weniger Stunden zu lösen. Im Zeitfahren erreichte das TUM-Team aus technischen Gründen nur den dritten Platz und startete deshalb im Finale von einer ungünstigen Position, weil Überholmanöver auf dieser Strecke schon für menschliche Fahrer schwierig sind. Am Ende konnte deren System aber das weltweit erste spektakuläre autonome Überholmanöver auf einer Formel 1 Strecke umsetzen und dann in einer schnellen Runde den Sieg einfahren. Die Siegerehrung übernahm der Kronprinz von Abu Dhabi, Muhammad bin Zayed Al Nahyan.
Von München aus hatte TUM-Präsident Thomas F. Hofmann das Rennen per Livestream verfolgt. „Ich habe für unser Team mitgefiebert bis zum Sieg – denn sie haben ihn verdient! Immer wieder ist es die Kombination von theoretisch-methodischen Expertenwissen und praxisrelevanter, ingenieurwissenschaftlicher Systemintegration, von intellektueller Klasse und gelebten Teamgeist, von Neugierde und einer Can-Do-Kultur, die unsere Studierenden und Wissenschaftstalente zu solchen Spitzenleistungen beflügeln“, sagte er. „Die gesamte TUM ist stolz auf das Siegerteam. Dieses steht als weltweit leuchtendes Vorbild für die Zukunftsfähigkeit unseres Landes“, hob der Hochschulpräsident hervor.
Video des ersten fahrerlosen Formel-1-Rennens
Hintergrund zum ersten Formel-1-Rennen mit KI
Der staatliche Veranstalter A2RL aus den Vereinigten Arabischen Emiraten hatte diesen Wettbewerb ausgerufen, um zum ersten Mal ein echtes Formel 1-Rennen mit autonomen Fahrzeugen durchzuführen. Insgesamt wurde ein Preisgeld von 2,25 Mio. € ausgeschrieben. Die Liga den Nachwuchs inspirieren und MINT-Fächer (Wissenschaft, Technologie, Ingenieurwesen und Mathematik) in den VAE und darüber hinaus fördern.
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