□文/劉京運(yùn)
任何技術(shù)的成熟應(yīng)用都不是一蹴而就的,這中間必將經(jīng)歷一段漫長(zhǎng)而艱辛的發(fā)展歷程,無(wú)人駕駛也不例外。面對(duì)頻頻發(fā)生的交通事故,公眾對(duì)無(wú)人駕駛增添了幾分擔(dān)憂和質(zhì)疑,這背后反映出了高昂的發(fā)展代價(jià)與期望的發(fā)展成果之間的矛盾,而如何化解這一矛盾,需要我們?cè)诮窈蠛荛L(zhǎng)一段時(shí)間里冷靜思考。
美國(guó)當(dāng)?shù)貢r(shí)間5月4日(周五)下午,在亞利桑那州錢德勒發(fā)生了一起嚴(yán)重的交通事故。一輛銀灰色本田轎車與一輛處于自動(dòng)駕駛模式下的Waymo測(cè)試車“迎頭”相撞,事故導(dǎo)致本田轎車車頭部分嚴(yán)重受損,Waymo測(cè)試車左前輪斷軸側(cè)傾。
Waymo成立于2016年12月13日,其前身是Alphabet旗下的谷歌無(wú)人駕駛汽車項(xiàng)目,由于“師出名門”,因此Waymo一直被外界看做是無(wú)人駕駛領(lǐng)域的排頭兵。
Waymo事故現(xiàn)場(chǎng)(圖源:ABC 15 Arizona)
“Waymo”寓意“A new way forward in mobility”(未來(lái)嶄新機(jī)動(dòng)方式),但高昂的雄心終究抵不過(guò)世俗的非議,在事故發(fā)生后,Waymo迅速被輿論的浪潮淹沒(méi)。盡管警方第一時(shí)間出面澄清Waymo測(cè)試車無(wú)事故責(zé)任,但面對(duì)接連發(fā)生的交通事故,公眾顯然對(duì)無(wú)人駕駛的安全性產(chǎn)生了懷疑。
2018年或?qū)⑤d入無(wú)人駕駛的發(fā)展史冊(cè),盡管它并不光彩。
美國(guó)當(dāng)?shù)貢r(shí)間3月18日晚,Uber無(wú)人駕駛測(cè)試車在亞利桑那州坦佩市郊區(qū),與一名橫穿馬路的中年婦女相撞,事故導(dǎo)致該女子不幸身亡。
這是人類歷史上第一起無(wú)人駕駛車致人死亡事件,其意義和影響都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于事件本身。
事故發(fā)生后,Uber緊急叫停了所有無(wú)人駕駛車測(cè)試,并積極配合警方展開詳細(xì)調(diào)查。調(diào)查結(jié)果顯示,事故發(fā)生時(shí),Uber無(wú)人駕駛測(cè)試車正處于自動(dòng)駕駛狀態(tài)。尷尬的是,就在事故發(fā)生前一周,Uber和Waymo還在一起呼吁美國(guó)國(guó)會(huì)盡快通過(guò)立法,加速無(wú)人駕駛車的市場(chǎng)化進(jìn)程。
無(wú)獨(dú)有偶,早在2017年3月,Uber無(wú)人駕駛測(cè)試車就在亞利桑那州發(fā)生過(guò)一起交通事故,但好在那次事故并沒(méi)有造成嚴(yán)重的人員傷亡。時(shí)隔一年,事故再次發(fā)生,后果更加嚴(yán)重,而這一切在業(yè)界專家看來(lái),都并非無(wú)法避免。
特斯拉 Model X事故現(xiàn)場(chǎng)(圖源:ABC News)
就在Uber無(wú)人駕駛測(cè)試車致人死亡事件發(fā)生短短兩周后,Uber自動(dòng)駕駛部門高管Lior Ron被曝即將離職,相關(guān)細(xì)節(jié)Uber方面沒(méi)有給出任何答復(fù)。但可以看出,此次事件對(duì)Uber造成的負(fù)面影響,在短時(shí)間內(nèi)將無(wú)法消除。
美國(guó)當(dāng)?shù)貢r(shí)間5月7日,警方公布了Uber無(wú)人駕駛測(cè)試車致人死亡事件的最新調(diào)查結(jié)果,確認(rèn)當(dāng)時(shí)無(wú)人駕駛車檢測(cè)到了行人的存在,但并未采取任何制動(dòng)措施。隨后,Uber方面也證實(shí)了這一說(shuō)法。
當(dāng)一切矛頭都指向Uber時(shí),這個(gè)曾經(jīng)欣欣向榮的科技公司陷入了可怕的陰霾。
在燃油時(shí)代掀起新能源浪潮,在造車之余實(shí)現(xiàn)航天夢(mèng)想,埃隆·馬斯克(Elon Musk)特立獨(dú)行的作風(fēng)不僅鼓舞了一批青年人,更影響了他自己的“孩子”——特斯拉(Tesla)。
談及特斯拉,人們往往會(huì)聯(lián)想到兩個(gè)關(guān)鍵詞,“電動(dòng)汽車”和“自動(dòng)駕駛”。顯然,大多數(shù)人都更關(guān)心后者。自動(dòng)駕駛,這一令許多老牌造車大廠都不敢輕易嘗試的炫酷“黑科技”,率先在特斯拉Model系列車型上成為了標(biāo)配。
特斯拉無(wú)疑成為了“第一個(gè)吃螃蟹的人”,但這背后的艱辛或許只有馬斯克自己體會(huì)最深。
美國(guó)當(dāng)?shù)貢r(shí)間3月23日,在加利福尼亞州山景城101高速公路上發(fā)生了一起嚴(yán)重的交通事故。一輛高速行駛中的特斯拉Model X與路邊隔離帶相撞,導(dǎo)致車頭部分完全損毀,并引發(fā)電池起火,駕駛員不幸遇難。
事故發(fā)生一周后,特斯拉方面確認(rèn):事故發(fā)生時(shí),AutoPilot處于運(yùn)行狀態(tài)。
盡管特斯拉方面強(qiáng)調(diào),事故的發(fā)生與駕駛員操作不當(dāng)有關(guān),但公眾對(duì)這一說(shuō)法似乎并不買賬。
事實(shí)上,關(guān)于特斯拉AutoPilot的爭(zhēng)議由來(lái)已久。從嚴(yán)格意義上來(lái)講,特斯拉的AutoPilot只能算作輔助駕駛,而并非自動(dòng)駕駛。但近年來(lái)輔助駕駛打著“自動(dòng)駕駛”旗號(hào)的宣傳推廣,讓消費(fèi)者對(duì)于這種輔助駕駛的信任度愈發(fā)高漲,從而導(dǎo)致在駕駛過(guò)程中注意力愈加渙散,當(dāng)真正需要人為接管車輛時(shí)無(wú)法及時(shí)介入,最終釀成事故。
盡管特斯拉依舊對(duì)AutoPilot信心滿滿,但AutoPilot似乎已不再像當(dāng)初那樣光鮮亮麗。
入春以來(lái),短短兩個(gè)月內(nèi)相繼發(fā)生多起事故,這讓當(dāng)初那些為無(wú)人駕駛振臂高呼的狂熱支持者感到心寒。
關(guān)于無(wú)人駕駛的探討,早在上世紀(jì)初就已經(jīng)開始了。
近年來(lái),隨著以人工智能為代表的科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,無(wú)人駕駛技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用迅速普及,這讓很多人誤以為無(wú)人駕駛是一項(xiàng)新興技術(shù)。實(shí)則不然,迄今為止,無(wú)人駕駛已經(jīng)走過(guò)了近百年的發(fā)展歷程。
早在汽車剛剛誕生之日起,人們就已經(jīng)展開了關(guān)于無(wú)人駕駛的研究。
1925年,美國(guó)陸軍電子工程師Francis P.Houdina率先提出通過(guò)無(wú)線電遠(yuǎn)程操控汽車的想法,并付諸于現(xiàn)實(shí)。據(jù)《紐約時(shí)報(bào)》記載,經(jīng)過(guò)改裝的無(wú)人駕駛車可以通過(guò)無(wú)線電操控發(fā)動(dòng)引擎、轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪并實(shí)現(xiàn)鳴笛,“好像一只幽靈的手握在方向盤上”。
1939年,在紐約世博會(huì)上,美國(guó)通用汽車公司展示了對(duì)未來(lái)汽車的構(gòu)想。當(dāng)時(shí)的通用汽車公司表示,在1960年,美國(guó)的汽車將具備自動(dòng)駕駛功能,當(dāng)車輛駛?cè)敫咚俟窌r(shí),可開啟自動(dòng)駕駛模式,當(dāng)車輛行駛至高速公路出口附近時(shí),可恢復(fù)為人工駕駛。
1953年,美國(guó)科幻小說(shuō)作家艾薩克·阿西莫夫(Lsaac Asimov)發(fā)表了名為《Sally》的短篇小說(shuō),書中描述了他對(duì)2057年人類社會(huì)的構(gòu)想,其中包括無(wú)人駕駛汽車與主人之間的動(dòng)人故事。該小說(shuō)一經(jīng)發(fā)表便引發(fā)了人們對(duì)無(wú)人駕駛汽車的再次關(guān)注,因此,艾薩克·阿西莫夫也曾被很多人誤認(rèn)為是“無(wú)人駕駛”概念的發(fā)明者。
1956年,美國(guó)通用汽車公司對(duì)外展示了一款名為Firebird II的概念車,這也是世界上首款配備安全防護(hù)和自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)的概念車。
1958年,美國(guó)通用汽車公司對(duì)外展示了擁有自動(dòng)駕駛功能的第三代Firebird概念車,英國(guó)廣播公司現(xiàn)場(chǎng)直播了當(dāng)時(shí)的路測(cè)過(guò)程。當(dāng)時(shí)車輛的操控原理很簡(jiǎn)單,即通過(guò)預(yù)先布置在路面中的線纜向車輛接收器發(fā)送脈沖信號(hào)。
1966年,美國(guó)斯坦福大學(xué)SRI人工智能研究中心發(fā)明了一款名為Shakey的多功能機(jī)器,可執(zhí)行開關(guān)燈等簡(jiǎn)單的操作,由于其內(nèi)置傳感器和軟件系統(tǒng),因此被外界視為“開創(chuàng)了自主自動(dòng)導(dǎo)航功能的先河”。
1969年,被譽(yù)為“人工智能之父”的美國(guó)科學(xué)家約翰·麥卡錫(John McCarthy)在一篇名為“電腦控制汽車”的文章中描述了自動(dòng)駕駛的相關(guān)設(shè)想,其中包含利用攝像機(jī)數(shù)據(jù)輔助導(dǎo)航等觀點(diǎn),這與當(dāng)今自動(dòng)駕駛控制原理相類似。
1977年,日本筑波工程研究實(shí)驗(yàn)室成功研制出全球首款基于攝像機(jī)進(jìn)行自動(dòng)導(dǎo)航的無(wú)人駕駛汽車。該車可通過(guò)攝像頭識(shí)別道路上的導(dǎo)航標(biāo)記,從而沿標(biāo)記信息的軌跡行駛。
20世紀(jì)90年代初,德國(guó)慕尼黑聯(lián)邦國(guó)防大學(xué)的恩斯特·迪克曼斯(Ernst Dickmanns)教授,帶領(lǐng)研究團(tuán)隊(duì)研制出了可在實(shí)際道路中安全行駛的無(wú)人駕駛汽車,安全行駛里程達(dá)1000公里。該車可通過(guò)攝像機(jī)和傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)道路環(huán)境,這對(duì)無(wú)人駕駛汽車的發(fā)展而言具有極其重要的意義。
1998年,意大利帕爾馬大學(xué)視覺(jué)實(shí)驗(yàn)室,成功研制出依利用體視覺(jué)系統(tǒng)運(yùn)行的無(wú)人駕駛汽車,在長(zhǎng)達(dá)2000公里的路測(cè)中,有94%的路程為自動(dòng)駕駛,平均時(shí)速高達(dá)90公里/小時(shí),最高時(shí)速可達(dá)123公里/小時(shí)。
2005年,斯坦福大學(xué)研制的無(wú)人駕駛汽車成功完成了穿越沙漠的挑戰(zhàn),該車不僅搭載了攝像機(jī),還配備了激光測(cè)距儀、GPS傳感器、雷達(dá)遠(yuǎn)程視距和英特爾奔騰M處理器等硬件設(shè)備。
自此,無(wú)人駕駛汽車搭載的硬件設(shè)備不斷豐富,運(yùn)行原理也愈加復(fù)雜,行業(yè)間競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈,尤其是進(jìn)入二十一世紀(jì)以后,各大互聯(lián)網(wǎng)巨頭和硬件廠商紛紛涌入無(wú)人駕駛領(lǐng)域,“百家爭(zhēng)鳴”的局面逐漸形成。
盡管諸如谷歌、百度這樣的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)擁有雄厚的技術(shù)積淀,但創(chuàng)業(yè)公司與高等院校的實(shí)力同樣不容小覷。
美國(guó)當(dāng)?shù)貢r(shí)間5月7日,Drive.ai對(duì)外宣布將于7月在德克薩斯州弗里斯克市部署無(wú)人駕駛出租車。
Drive.ai成立于2015年,是一家位于硅谷的人工智能創(chuàng)業(yè)公司,最早由來(lái)自斯坦福大學(xué)的8名人工智能研究員創(chuàng)建,致力于無(wú)人駕駛汽車的開發(fā)和研究。目前,吳恩達(dá)擔(dān)任該公司董事一職。
Drive.ai即將部署的無(wú)人駕駛出租車改裝自日產(chǎn)NV200車型,可同時(shí)兼顧載人與載貨功能。不僅如此,該車還搭載了10個(gè)攝像頭、4個(gè)激光雷達(dá)以及2個(gè)毫米波雷達(dá),可充分保障對(duì)路面情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。此外,車身外部噴有橙色漆面,并搭載了4塊LED顯示屏,在提高識(shí)別度的同時(shí),提供了更好的人機(jī)交互體驗(yàn)。
據(jù)悉,在運(yùn)營(yíng)初期,Drive.ai無(wú)人駕駛出租車將配有隨車監(jiān)護(hù)員,但在后續(xù)階段,將逐漸取消監(jiān)護(hù)員跟車制。對(duì)于這一運(yùn)營(yíng)計(jì)劃,吳恩達(dá)坦言,目前無(wú)人駕駛系統(tǒng)在特定復(fù)雜場(chǎng)景下的判斷力,還無(wú)法與人類司機(jī)相媲美,今后仍需大量數(shù)據(jù)對(duì)無(wú)人駕駛系統(tǒng)進(jìn)行訓(xùn)練,以逐漸完善各項(xiàng)功能。
Drive.ai方面表示,希望其推出的無(wú)人駕駛出租車服務(wù),能夠像當(dāng)初轉(zhuǎn)向燈的發(fā)明一樣,成為全行業(yè)的新標(biāo)準(zhǔn)。
近日,來(lái)自麻省理工學(xué)院的CSAIL團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一款名為MapLite的自動(dòng)駕駛框架系統(tǒng),該系統(tǒng)可以幫助無(wú)人駕駛汽車,在導(dǎo)航地圖上尚未記載的非鋪裝路面安全行駛。
MapLite可將GPS數(shù)據(jù)與傳感器信息相結(jié)合,對(duì)車輛前方35米遠(yuǎn)的道路情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),并規(guī)劃出安全路徑。目前,在普通PC終端,MapLite可操縱汽車以100公里/小時(shí)的時(shí)速安全行駛。未來(lái),依靠GPU,MapLite有望突破這一速度上限。
CSAIL團(tuán)隊(duì)透露,由于MapLite尚未具備海拔分析功能,因此對(duì)山路缺乏應(yīng)對(duì)能力。今后,CSAIL團(tuán)隊(duì)將持續(xù)展開更加深入的研究,因?yàn)樗麄兿M?,有一天,無(wú)地圖導(dǎo)航方案可以讓無(wú)人駕駛汽車在更廣泛的未知道路上暢行無(wú)阻。
據(jù)悉,在5月舉辦的機(jī)器人與自動(dòng)化會(huì)議(ICRA)上,CSAIL團(tuán)隊(duì)會(huì)介紹關(guān)于MapLite的更多研究細(xì)節(jié)。
無(wú)人駕駛技術(shù)的發(fā)展注定是一個(gè)漫長(zhǎng)而艱辛的歷程,因?yàn)樗粌H涉及通信、導(dǎo)航和計(jì)算機(jī)視覺(jué)等多學(xué)科知識(shí),還與攝像頭、傳感器和電子芯片等硬件設(shè)備的迭代息息相關(guān),無(wú)論哪一方面存在短板,都會(huì)制約整體的發(fā)展速度和水平。
從宏觀層面來(lái)看,無(wú)人駕駛主要包含導(dǎo)航定位、環(huán)境感知、路徑規(guī)劃和決策控制等四項(xiàng)核心技術(shù)。
無(wú)人駕駛汽車判斷自身位置的重要途徑就是借助導(dǎo)航系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自身定位,因此,導(dǎo)航定位技術(shù)的發(fā)展在一定程度上加快了無(wú)人駕駛的發(fā)展進(jìn)程,并為更好地實(shí)現(xiàn)路徑規(guī)劃任務(wù)提供了保障。
具體而言,導(dǎo)航可分為兩種,即自主導(dǎo)航和網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)航。
自主導(dǎo)航主要將GPS作為輔助定位工具,在這一過(guò)程中,所有的計(jì)算工作都在本地完成,因此終端的存儲(chǔ)和計(jì)算能力會(huì)限制導(dǎo)航水平的提升。
網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)航可依靠無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息的實(shí)時(shí)傳輸,因此復(fù)雜的計(jì)算工作可在云端服務(wù)器完成,導(dǎo)航能力較自主導(dǎo)航而言有了大幅提高。
雖然導(dǎo)航定位技術(shù)為無(wú)人駕駛汽車指明了前進(jìn)的道路,但要想實(shí)現(xiàn)平安出行,還需要借助環(huán)境感知技術(shù)。
環(huán)境感知技術(shù)主要依靠傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)自身姿態(tài)和路面信息的檢測(cè),相當(dāng)于為無(wú)人駕駛汽車裝上了一雙“眼睛”。
自身姿態(tài)包括速度、加速度和傾角等信息,主要依靠驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電子羅盤和陀螺儀等設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)。
路面信息主要通過(guò)激光雷達(dá)和超聲波雷達(dá)等設(shè)備進(jìn)行檢測(cè),但隨著計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的逐漸成熟,攝像頭在路面信息檢測(cè)任務(wù)中,正扮演者著越來(lái)越重要的角色。
MapLite自動(dòng)駕駛系統(tǒng)(圖源:MIT CSAIL)
當(dāng)無(wú)人駕駛汽車通過(guò)環(huán)境感知技術(shù)檢測(cè)到前方存在障礙物時(shí),需要借助路徑規(guī)劃技術(shù)實(shí)現(xiàn)避障。
路徑規(guī)劃技術(shù)主要分為全局路徑規(guī)劃和局部路徑規(guī)劃。
全局路徑規(guī)劃是指在明確道路上已有障礙物的基礎(chǔ)上,規(guī)劃最佳行駛路線,這一過(guò)程將優(yōu)化機(jī)制與反饋機(jī)制實(shí)現(xiàn)了良好的結(jié)合。
局部路徑規(guī)劃是指在已知全局路徑的前提下,對(duì)局部道路上的突發(fā)情況進(jìn)行臨時(shí)決策,規(guī)劃出新的行駛路徑。
無(wú)人駕駛汽車如何根據(jù)道路情況和姿態(tài)信息調(diào)整自身“行為”呢?這就要用到?jīng)Q策控制技術(shù)。
決策控制技術(shù)又被稱為“無(wú)人駕駛汽車的大腦”,主要依據(jù)環(huán)境感知技術(shù)采集到的各項(xiàng)信息,對(duì)車輛的行為作出實(shí)時(shí)調(diào)整。決策控制技術(shù)主要包含模糊推理、強(qiáng)化學(xué)習(xí)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)。
談及“無(wú)人駕駛”一詞,我們很容易將它與汽車等交通工具聯(lián)系在一起,但實(shí)際上,無(wú)人駕駛的應(yīng)用場(chǎng)景,遠(yuǎn)不止出行這么簡(jiǎn)單。
目前,國(guó)內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)了用于快遞配送的無(wú)人駕駛車,并完順利成了路測(cè),有望在不久的將來(lái)正式投入運(yùn)營(yíng)。由此可以看出,無(wú)人駕駛在物流行業(yè)擁有廣闊的應(yīng)用前景,未來(lái)或許能夠節(jié)約更多的人力和時(shí)間成本。
對(duì)于公園和游樂(lè)場(chǎng)等大型戶外場(chǎng)所而言,保潔一直是一個(gè)令人頭疼的問(wèn)題,為此,國(guó)內(nèi)一些科技公司推出了無(wú)人駕駛掃地機(jī),實(shí)現(xiàn)了在人流密集場(chǎng)景中的無(wú)障礙工作,為無(wú)人駕駛開辟了新的應(yīng)用場(chǎng)景。
無(wú)人駕駛是自動(dòng)駕駛的終極目標(biāo)。根據(jù)國(guó)際汽車工程師學(xué)會(huì)(SAEInternational)的劃分,自動(dòng)駕駛主要分為6個(gè)級(jí)別(L0—L5)。放眼全球,當(dāng)今自動(dòng)駕駛技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了L3級(jí)別,即有限制條件的無(wú)人駕駛??梢?,從技術(shù)角度來(lái)看,無(wú)人駕駛還有很長(zhǎng)一段路要走。
而從社會(huì)層面來(lái)看,無(wú)人駕駛的可靠性一直備受質(zhì)疑。公眾能否在短時(shí)間內(nèi)接受這一新鮮事物,關(guān)乎著無(wú)人駕駛的發(fā)展進(jìn)程。除此之外,由無(wú)人駕駛引發(fā)的交通事故該如何定責(zé),在網(wǎng)絡(luò)水平相對(duì)落后的地區(qū)應(yīng)如何推廣,這些問(wèn)題都是困擾無(wú)人駕駛發(fā)展的重要因素。
盡管無(wú)人駕駛尚不完美,但這也不應(yīng)該成為我們放棄的理由。歷史的經(jīng)驗(yàn)告訴我們,通往成功的道路往往都充滿坎坷。
“路漫漫其修遠(yuǎn)兮,吾將上下而求索”。對(duì)于無(wú)人駕駛領(lǐng)域的從業(yè)者而言,屈原的這句話恰如其分。
當(dāng)技術(shù)變革正在發(fā)生時(shí),我們都是時(shí)代的見證者。