Genussvoll reisen – klimagerechter Transport

Sarah Sharples über die verantwortungsvolle Entwicklung eines intelligenten Mobilitässystems der Zukunft

Frau Professorin Sharples, was würden Sie als Erstes angehen, um eine intelligente Mobilität für die nahe Zukunft zu erreichen?

Sarah Sharples:  Besonders wichtig sind meines Erachtens zwei Dinge: Wir brauchen ein leistungsfähiges Elektrizitäts-Netzwerk, das uns befähigt, automatisierte Fahrzeuge, einschließlich der Drohnentechnologie weiterzuentwickeln. Und wir müssen unbedingt beachten: Alle Entscheidungen, die wir jetzt auf dem Mobilitätssektor treffen, Technologieentwicklungen für Schiffe, für Autos, Flugzeuge oder für den Schienenverkehr, sind richtungweisend für die Zukunft. Sie werden noch 2050 wirksam sein, wenn wir unsere Klimaziele wie Net-Zero schon erreicht haben müssen, also das Null-Emissions-Ziel und die Entfernung von menschengemachtem CO2 aus der Atmosphäre.

Welche Bedeutung kommt speziell dem Transport dabei zu?

Die CO2-Reduktion und die Dekarbonisierung müssen ein globales Ziel sein. Einzellösungen gibt es nicht, sowohl, was die einzelnen Glieder des Transports betrifft - Lkw-Verkehr, Autos, Schiffe, Flugzeuge und Schienenverkehr – als auch, was die Länder der Welt betrifft. Insbesondere der Flugverkehr zeigt, wie zentral die Aufgabe der weltweiten Zusammenarbeit ist, sowohl in der Industrie als auch in der Wissenschaft. Neben dem Gütertransport geht es dabei auch um den Transport von Menschen, um das Reisen. Wir haben während der Covid-19-Pandemie gesehen, wie enorm gestört der öffentliche Verkehr war. Diese Veränderung wird noch Jahre später Auswirkungen haben. Da ist noch sehr viel Forschung zum Ineinandergreifen der einzelnen Kettenglieder nötig.    

Welche Rolle spielt der Mensch, seine Interaktion mit und seine Beherrschung von Maschinen, Robotern, Künstlicher Intelligenz oder Produktionstechnik bei der Technologieentwicklung im Transportwesen?

Mir ist es sehr wichtig, den Menschen in den Mittelpunkt aller Überlegungen zur Entwicklung neuer Technologien zu stellen. Denn bei der Automatisierung müssen wir bedenken: Wir verändern damit ein System, das seit mehr als 100 Jahren besteht. Die direkte Kontrolle von Fahrzeugen durch eine Person wird durch Technologie ersetzt. Hier gilt es, sehr genau über die Interaktion zwischen der Person und dem Fahrzeug nachzudenken, zwischen Fahrzeugen und Fahrzeugen sowie über die Implementierung dieser Fahrzeuge in die breitere Infrastruktur. Wir müssen auch die Rolle der Automatisierung besser verstehen, bevor wir ihr Kontrolle in unserem Transportsystem überlassen können.  Erst danach können wir den Weg ableiten, den wir beim Design automatisierter Fahrzeuge gehen müssen, und den Weg hin zu Innovationen, die die Dekarbonisierung unserer Umwelt fördern bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Mobilität von Menschen und Gütern.

 

Was kann das Fachgebiet Human Factors hier leisten?

Dabei geht es nicht nur um die Interaktion von Mensch und Maschine. Unser Fokus ist sehr viel vielschichtiger. Denn wir haben auch eine große Verantwortung für die Organisation von Kultur: Wie leben Menschen zusammen, wie arbeiten sie, welche Vorlieben haben sie, welche Erfahrungen machen sie und wie verhalten sie sich, auch im Verkehr? Wir müssen also zukünftige Szenarien über das Fahr- und Reiseverhalten der Menschen modellieren, um ein effektives Transportsystem der Zukunft zu gestalten. Das gesamte System muss also menschenzentriert gedacht werden: So dürfen auch die Transportmittel nicht separat betrachtet werden. Von Autos, über Schiffe bis hin zu Schienen- und Flugverkehr. Wir müssen verstehen, welche Aktionen und Interaktionen für einen gesamten Reiseweg ineinandergreifen, von der Reisebuchung bis zur Ankunft und Rückkunft, damit wir auch in der Zukunft genussvoll reisen können. 

Worauf muss Ihres Erachtens bei der Entwicklung von Maschinen grundsätzlich geachtet werden?

Menschen und Technologie unterscheiden sich sehr, denn Menschen reagieren kognitiv, mit allen Sinnen. Sie reagieren physisch und sie reagieren emotional. Diese Komplexität macht es so schwierig, genau zu wissen, welche Rolle die Person in einem Transportsystem spielt. Human Factors beschäftigt sich damit, Mensch und technische Systeme passgenau zueinander zu bringen, damit beide effektiv zusammenarbeiten können, auch im ökonomischen Sinn. Was wir wissen, ist: es ist der Mensch, der ein System robust macht, denn Menschen können sehr gut auf neue und unerwartete Situationen reagieren, besser als die Technik. Die Gestaltung neuer Systeme muss also sowohl den Menschen als auch die Technologie integrieren, und zwar jeweils an die richtige Stelle. Ein wichtiges Ziel ist es darum, den Menschen die Informationen zu liefern, die sie benötigen, um eine Entscheidung zu treffen. Dabei beeinflusst die Präsentation der Information natürlich die Entscheidung. Auf jeden Fall muss der Mensch immer sicher sein, den Vorgang zu kontrollieren. Ein Beispiel ist die In-Car-Information. Sie muss dem Fahrer das Gefühl geben, jederzeit zu wissen, wie das System arbeitet, immer auf dem Laufenden zu sein und die Aktivität des Fahrzeugs auch beeinflussen zu können.

Zur Person

Prof. Dr. Sarah Sharples leitet das Fachgebiet „Human Factors“ an der University of Nottingham, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, und ist als Chief Scientific Adviser, CSA, wissenschaftliche Beraterin des britischen Verkehrsministeriums (Department for Transport, DfT). Als solche ist sie verantwortlich für den „DfT Science Plan“, den wissenschaftlichen Zukunftsplan des Ministeriums. Sarah Sharples erforscht, speziell in den Bereichen Transport, Gesundheitswesen und Industrielle Fertigung, das Zusammenspiel von Mensch und Computer beziehungsweise wie Menschen mit komplexen, technischen Systemen interagieren und am besten mit diesen kooperieren. Zu diesem Forschungsgebiet der kognitiven Ergonomie gehört auch die Entwicklung quantitativer und qualitativer Methoden zur Untersuchung der Interaktionen zwischen Menschen und innovativer Technik.

Sarah Sharples war Mitherausgeberin der 4. Auflage des Ergonomics and Human Factors-Lehrbuchs „Evaluation of Human Work“ und war von 2015-2016 Präsidentin des Chartered Institute of Ergonomics and Human Factors. Bis 2021 war sie stellvertretende Vize-Präsidentin für Gleichstellung, Diversität und Inklusion an der University of Nottingham.

Männer und Frauen gehen mit Technik sehr unterschiedlich um. Was folgt daraus für das Design von automatisierten Autos, Eisenbahnen oder Flugzeugen?

Man braucht heute keine Körperkraft mehr, um schwere Maschinen zu bewegen, unter anderem durch die Entwicklung von Servo-Lenkungen. Daher sind Frauen und Männer gleichbedeutend als Nutzer*innen bei der Entwicklung von Maschinen zu beachten. Aber Männer und Frauen haben neben verschiedenen Fähigkeiten und Interessen vor allem unterschiedliche Körperformen. Und diese beeinflussen den Komfort bei der Interaktion mit Technik, zum Beispiel beim Führen eines Fahrzeugs oder bei der Entwicklung von Assistenzsystemen.

Welche Unterschiede zwischen Menschen außer dem Geschlecht beeinflussen das Design außerdem?

Wir haben zum Beispiel immer mehr Technik, die das Verhalten und die Bewegung von Menschen aufzeichnet oder, im Gesundheitsbereich, bildgebende Verfahren, die Einblick in den Körper geben.  Das funktioniert nicht bei allen Menschen gleich. Beispielsweise arbeiten Geräte zur Messung des Blutflusses unter der Haut mit Licht, das von der Haut reflektiert wird. Die Farbe der Haut beeinflusst die Intensität der Reflexion. Unterschiedliche Schattierungen spielen auch bei der Gesichtserkennung eine Rolle oder bei biometrischen Daten wie bei der Iriserkennung. Beachtet werden müssen beim Design künftiger Transportsysteme auch die Bedürfnisse von Menschen mit Einschränkungen. Bahnsteige, Treppen und Stufen müssen von allen gut begehbar sein. Die Lücken zwischen Zug und Bahnsteigkante sind darauf auszurichten, Informationen müssen auch für Menschen mit körperlichen oder kognitiven Einschränkungen zugänglich sein. Zudem weist die Bevölkerung eine große ökonomische Diversität auf sowie eine soziale und kulturelle, insbesondere, wenn man global denkt. Kulturen reagieren auf unterschiedliche Signalfarben, zum Beispiel zur Fahrbahnmarkierung. Untersuchungen in verschiedenen europäischen und anderen Städten förderten sehr unterschiedliche Ergebnisse zutage, zum Beispiel, was das Sicherheitsgefühl betrifft, das durch die Markierungen vermittelt wird. Auch die Erfahrung des Reisens ist kulturell sehr unterschiedlich. Also, die Spannbreite, die bei der Entwicklung neuer menschenzentrierter Technologie beachtet werden muss, ist in der Tat riesig, wenn wir das Ziel erreichen wollen, die Anwendungsmöglichkeiten auszuweiten und nicht einzuschränken.

Es gibt ja auch eine politische Dimension. Was sind die besonderen Aufgaben und Herausforderungen für Sie als wissenschaftliche Chefberaterin des Verkehrsministeriums im Bereich Transport? Und wie kann man Diversität und Inklusion, also Teilhabe, in Forschung und Entwicklung verbessern?

Als Chief Adviser hat man eine sehr ungewöhnliche und privilegierte Rolle. Wir müssen die politische Arbeit unabhängig beurteilen und die Politik unabhängig und fachlich mit wissenschaftlicher Expertise beraten. Und es geht dabei auch um den verantwortungsvollen Umgang mit den gesellschaftlichen Ressourcen, mit Steuergeldern zum Beispiel.
Bei der Inklusion und der Teilhabe ist es wichtig, Menschen mit den diversesten Hintergründen in den Entwicklungsprozess einzubeziehen. Frauen haben einen anderen Hintergrund als Männer, Engländer andere als Inder usw. Und es müssen die verschiedenen Nutzergruppen einbezogen werden. Deren besondere Aufgabe besteht darin, den Designern zu helfen, diese Diversität in der Gesellschaft wahrzunehmen und sich bei ihrer Arbeit daran zu erinnern, für wen sie die Technik entwickeln. 

In Ihrem „Science Plan“ für das Ministerium, der sicherstellen soll, dass aktuelle Erkenntnisse aus Wissenschaft und Technik in die politische Entscheidungsfindung einfließen, taucht das „Verkehrswissenschaftliche Ökosystem Forschung und Entwicklung“ auf, das „Transport Science R&D Ecosystem“. Was ist damit gemeint?

Wir im Verkehrsministerium sind nur ein kleiner Teil eines größeren „Ökosystems“ des gesamten Transportsystems. Wir brauchen Engagement aus vielen verschiedenen wissenschaftlichen Fachgebieten, zum Beispiel zur Weiterentwicklung von Batterietechnik, von neuen Antrieben oder von effizienteren Brennstoffzellen. Wir müssen mit der Industrie zusammenzuarbeiten, um die Perspektive der Wirtschaftlichkeit von Produktion einzubeziehen. Wir benötigen Umwelt-Expert*innen, Expert*innen aus der Schifffahrt, die wissen, welche Bedürfnisse, Regeln und Vorschriften im maritimen Bereich zu beachten sind, Expert*innen zur Drohnentechnologie, die sich damit beschäftigen, wie Güter in abgelegene, ländliche Regionen zu transportieren sind. Wir benötigen Ansprechpartner*innen lokaler Behörden, um die Herausforderungen zu meistern, neue Technologien in bestimmten Bereichen und Regionen zu implementieren. Und wir müssen passgenau mit den Kolleg*innen aus den Ministerien für Wirtschaft, für Soziales oder Gesundheit kooperieren. Vorschriften, Regelwerke und Standards müssen mit all diesen Partnern abgestimmt werden. Der internationale Austausch ist darüber hinaus sehr wichtig, denn davon hängt unter anderem die finanzielle Förderung – öffentliche und industrielle – von Projekten in allen beteiligten Ländern ab. Vor allem aber unterstreicht der Begriff des Ökosystems die Bedeutung eines ganzheitlichen Systemansatzes für die Zukunft der Mobilität und wie wichtig es ist, alle beteiligten gesellschaftlichen Gruppen in die Planung einzubeziehen.

Vielen Dank!

Das Gespräch führte Patricia Pätzold