Automotive Electronics Sprachsteuerungstechnologie im Auto – und für vieles mehr

Autor / Redakteur: Rob Hatfield * / Dipl.-Ing. (FH) Thomas Kuther

Sprachsteuerung hat vor allem beim Autofahren deutliche Vorteile, denn die Hände können am Lenkrad bleiben. Erfahren Sie mehr über den Stand der Technik und blicken Sie mit uns in die Zukunft.

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Die Hände immer am Lenkrad: Sprachsteuerung macht's möglich
Die Hände immer am Lenkrad: Sprachsteuerung macht's möglich
(Bild: Dagmar Zechel, pixelio.de)

Spracherkennungsanwendungen sind inzwischen zu einer Schlüsselfunktion im Automotive-Bereich geworden. Wir verraten Ihnen, wie diese Technologie zur Reife gebracht wird und warum sprachgesteuerte Funktionen entscheidend sind, um die Verkehrssicherheit zu erhöhen und um Fahrern zu ermöglichen, in intuitiverer Weise mit einer neuen Generation von Anwendungen im Fahrzeug zu interagieren, welche auf Sprache reagieren.

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Mit Maschinen zu sprechen ist noch immer eine heikle Erfahrung. Bis vor kurzem gingen die Fortschritte auf dem Gebiet der maschinellen Interpretation menschlicher Sprache noch nicht weit genug, als dass durchschnittliche Anwender nennenswerte Vorteile davon hätten. Jedoch besitzen aktuelle Entwicklungen in Sachen Audio-Technologie das Potenzial, diese Mensch-Maschine-Beziehung permanent zu verbessern, da Engpässe beseitigt werden, die zuvor einen echten Fortschritt bei der Spracherkennung verhinderten. Es eröffnet sich nunmehr ein Weg hin zu einem Zeitalter rascher Innovation im Bereich Mensch-Maschine-Interaktion. Dies wird zu interessanten Entwicklungen führen hinsichtlich der Art und Weise, wie wir mit Maschinen kommunizieren, die uns zuhören können und uns in zunehmendem Maße verstehen.

Sprache als natürlichste Art der menschlichen Kommunikation

Sprache ist vielleicht die natürlichste Art der menschlichen Kommunikation, aber die Einführung einer Maschine in diesen Prozess erzeugt einen Bedarf an neuen Verhaltensprotokollen, insbesondere wenn es während des Sprechens keine fortlaufenden visuellen Rückmeldungen von der anderen Seite gibt. Die ersten Telefongespräche waren für die ersten Anwender auch ein wenig schwierig, und die von Unterbrechungen geprägte Art der Konversation beim Zwei-Wege-Funk erfordert heutzutage immer noch ein wenig Eingewöhnung für neue Nutzer.

In beiden Fällen entwickelten sich rasch allgemeine Praktiken, um einen einigermaßen natürlichen Kommunikationsstil zu erreichen, insbesondere weil hierbei auch der Kommunikationspartner ein Mensch war. So wie Handynutzer mit neuen Spracherkennungsschnittstellen konfrontiert werden, ergeben sich für Anwender viel älterer Kommunikationsmedien ähnliche Herausforderungen.

In einem jüngeren Beispiel demonstrierte die Touchscreen-Revolution, wie neue, nicht geläufige und heikle Interfaces sich durchsetzen und populär werden, wenn sie gut funktionieren und Funktionen bieten, die einen echten Mehrwert für die Anwender darstellen.

Zukunftssichere Lösungen der Sprachsteuerung

Daher ist der Begriff „Performance” von Sprachsteuerungen es wert, in einem viel weiteren Sinn definiert zu werden als dies bislang der Fall war. Es lassen sich dann zukunftssicherere Lösungen entwerfen, die nicht nur zu einer intuitiveren Handhabung, sondern auch zu spürbaren Sicherheitsvorteilen beitragen.

Erhöhte Verkehrssicherheit mit Freihand-Sprachsteuerungssystemen

Sprachsteuerungsfunktionen sind inzwischen in Fahrzeugen etabliert und zu einem Standard geworden, den Automotive-OEMs nicht ignorieren können. Doch bislang erfordern die meisten Anwendungen immer noch, dass wenigstens ein Knopf gedrückt wird, um nämlich die Anwendung erst einmal zu aktivieren. Anwendungen wie beispielsweise Satellitennavigationsprogramme verlangen von uns, Hände und Augen zur Steuerung zu benutzen. Die kognitive Beanspruchung beim Versuch, sich eine unsichtbare Menü-Hierarchie ins Gedächtnis zurückzurufen oder ein spezifisches Protokoll zur Sprachsteuerung zu nutzen, stellt einen weiteren Ablenkungsgrund in Sprachsteuerungssystemen dar, die eine bestimmte Kommunikationsmethode vorschreiben.

Ablenkung im Straßenverkehr kann tödlich sein

Der entscheidende Moment, in dem die Aufmerksamkeit des Fahrers bezüglich des Verkehrs beeinträchtigt wird, kann tödlich sein. Deshalb sind die Anstrengungen von OEMs zunehmend darauf ausgerichtet, Sprachsteuerungssysteme so zu entwickeln, dass sie die Ablenkung des Fahrer auf ein Minimum reduzieren und die Verkehrssicherheit erhöhen. Die Ablenkung des Fahrers kann dadurch minimiert werden, dass eine berührungslose Sprachsteuerungsmethode entwickelt wird, die keinen künstlichen Interaktionsstil erfordert. Nun ist aber die Frage, wie es um die technische Realisierbarkeit der Implementierung solcher Systeme bestellt ist.

Eine wesentliche Einschränkung von Sprachsteuerungssystemen in Fahrzeugen ist der fehlende Cloud-Zugang, welcher in der Praxis benötigt wird, um die Verarbeitung natürlicher Sprache zu ermöglichen. Ein weiteres Problem besteht in dem hohen Geräuschpegel in Fahrzeugen, welcher die Qualität der Spracherkennung ernsthaft mindert.

Auf der anderen Seite unterstützen Smartphones den Cloud-Zugang, besitzen allerdings ein zu geringes Power-Budget und unterliegen aufgrund ihrer kompakten Bauform akustischen Einschränkungen, die eine Multi-MIC-Geräuschreduzierung zu einer Herausforderung machen. Durch die Verbindung des Smartphones mit dem Fahrzeug ist es jedoch möglich, diese Probleme zu lösen.

Ein Fahrzeug besitzt das Power-Budget und das Platzangebot, um fortschrittliche Technologien zur Geräuschreduzierung anzuwenden, welche sich hinsichtlich Spracherkennung optimieren lassen. In vielen Smartphone-Architekturen unterstützen Audio-Hubs eine direkte Verbindung zu Bluetooth-Chipsätzen innerhalb des Geräts, welche den Hauptprozessor überbrückt. Dies ermöglicht dem Audio-Hub den Empfang eines bereits geräusch-minimierten Audio-Streams vom Fahrzeug, ohne den Hauptprozessor des Smartphones zu aktivieren, so dass Strom gespart werden kann. Dieser Audio-Stream kann anstelle eines internen Mikrofons allgemein für die Sprachsteuerung und Spracherkennung während der Fahrt genutzt werden.

Vollständig natürliche Kommunikation bringt Vorteile

Wenn sowohl Fahrzeug- als auch Smartphone-Hersteller in der Lage sind, diese Art von Konnektivität zu unterstützen, ergeben sich für den Nutzer mehrere Vorteile aufgrund der vollständig natürlichen Kommunikation, der Unempfindlichkeit gegenüber Störgeräuschen im Fahrzeug sowie des minimalen Einflusses auf die Smartphone-Batterie. Durch die Unterstützung von Technologien zur Geräuschreduzierung für die maschinelle Spracherkennung zusätzlich zu jenen, welche für die Kommunikation zwischen Menschen optimiert sind, können Fahrzeug-Hersteller auch dazu beitragen, die Ablenkung und Frustration des Fahrers zu verringern.

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