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無人駕駛汽車駛向何方

  • 發(fā)布時間:2016-04-24 07:09:00  來源:光明日報  作者:王傳軍  責任編輯:羅伯特

  好萊塢著名導演斯蒂芬·斯皮爾伯格曾執(zhí)導過一部影片名為《少數派報告》,其中有一幕場景令人炫目:所有汽車全由電腦網絡控制,精確并高速地行駛在高科技化的城市交通線路上,而乘客只需選擇目的地就行。該片中出現的無人駕駛汽車形如膠囊,穿梭于錯綜復雜的公路上,如同迪士尼樂園中尖叫聲迭起的各式過山車。雖然不如銀幕畫面般讓人匪夷所思,但充滿科幻感的無人駕駛汽車而今已生動地出現在我們身邊。2016年情人節(jié)這天,當一輛谷歌無人駕駛汽車試圖變道并入緩慢移動的車流時,一名大巴司機并沒有減速留出空間,導致兩輛車發(fā)生輕微碰撞。該事件迅速引起大眾對無人駕駛技術的關注。

  A.起源與國防有關

  1925年8月,來自美國陸軍的電子工程師弗朗西斯·霍迪尼坐在一輛用無線電操控著前車的汽車上。這輛組合式的汽車通過后車發(fā)射無線電波來控制前車的方向盤、離合器、制動器等部件。雖然這種駕駛方式并不安全,也不完美,經常會把無線電波發(fā)送到其他接收器上,但它卻是真正意義上的第一輛“無人駕駛汽車”。1939年,美國通用汽車公司在紐約世界博覽會上,舉辦了一個名為“未來世界”的科技展覽,展示他們對于汽車未來演進的設想。通用幻想著1960年時的美國高速公路都會配有類似火車軌道一樣的設計,汽車將會配有自動駕駛系統(tǒng),當行駛至高速上就會自動生效,按照鐵軌的軌跡和一定的速度自動高速行進,直到高速公路的出口才會恢復成人類駕駛。這是通用汽車公司對無人駕駛汽車理念的首次遐想。1956年,通用汽車正式對外展出了Firebird二代概念車,這是世界上第一輛配備了汽車安全及自動導航系統(tǒng)的概念車。它使用了鈦金屬技術、電源盤式制動器、磁點火鑰匙、獨立控制的燃氣渦輪動力等新概念,看上去像是一輛“火箭車”。1958年,通用汽車的第三代Firebird問世,英國廣播公司還現場直播了該無人駕駛概念車進行測試的情況。1979年,斯坦福車(Stanford Cart)在斯坦福大學人工智能實驗室周圍成功試行,成為第一輛由計算機控制的自動車輛,斯坦福車為美國制造月球車奠定了基礎。20世紀80年代中期,美國卡內基梅隆大學研制出全功能無人駕駛汽車Navlab1,并首次將便攜式計算機配置于車上。

  2004年,無人駕駛汽車的概念首次出現在美國國防部高級研究計劃署的“大挑戰(zhàn)”科研項目中。這項名為“大挑戰(zhàn)”的汽車拉力賽旨在促進自動化車輛的研發(fā),探索美軍車輛自動化的途徑。15輛無人駕駛汽車參加全長150英里的沙漠拉力賽,為美軍發(fā)展無人駕駛軍車做鋪墊。然而,大部分參賽汽車沒跑多遠皆告“陣亡”。隨后,無人駕駛汽車發(fā)展成為兩大陣營:奔馳、寶馬等傳統(tǒng)的汽車制造企業(yè)側重于駕駛輔助系統(tǒng)的開發(fā);谷歌、蘋果等高科技企業(yè)則將目標直接瞄準完全無人駕駛的汽車。

  據其他資料顯示,從20世紀70年代開始,美國、英國、德國等發(fā)達國家開始進行無人駕駛汽車的研究,在可行性和實用化方面都取得了突破性的進展。中國從20世紀80年代開始進行無人駕駛汽車的研究,1992年,國防科技大學成功研制出中國第一輛真正意義上的無人駕駛汽車。2005年,首輛城市無人駕駛汽車在上海交通大學研制成功。世界上最先進的無人駕駛汽車已經測試行駛近50萬公里,其中最后8萬公里是在沒有任何人為干預措施下完成的。

  B.是汽車還是機器人

  最新報告顯示,2010年到2015年間,與汽車無人駕駛技術相關的發(fā)明專利超過22000件,在此過程中,部分企業(yè)已嶄露頭角,成為該領域的行業(yè)領導者。其中,谷歌公司便是其中的翹楚之一。谷歌公司自2009年開始研發(fā)無人駕駛汽車,這是一種全自動駕駛汽車,不需要駕駛者就能啟動、行駛以及停止。目前該無人駕駛汽車已行駛了48萬公里,但仍處于測試階段。

  該項目由谷歌街景的共同發(fā)明人塞巴斯蒂安·特龍領銜推動。其間有媒體報道說,谷歌的工程人員使用了8輛試驗車,包括6輛豐田普銳斯,1輛奧迪TT,1輛雷克薩斯RX450h。這些車在加州幾條道路上測試,其中包括舊金山灣區(qū)的九曲花街。這些車輛采用智能軟件和感應設備,包括攝像機、雷達感應器和激光設備等,能夠實現360度全方位感應:車頂的雷達感應器能夠掃描半徑約70米范圍內的環(huán)境,車后的感應器能評估汽車所在位置,車載電腦通過攝像頭能“看懂”交通燈,識別人行道和障礙物等,并模擬人的智力對相應交通狀況作出正確反應。谷歌還對外表示,這些車輛比有人駕駛的車更安全,因為它們能更迅速、更有效地作出反應。然而,在所有的測試中,都有人坐在駕駛座上于必要時可以隨時控制車輛。2012年4月1日,谷歌展示了使用自動駕駛技術的谷歌賽車。2012年,美國機動車輛管理局為谷歌的無人駕駛汽車頒發(fā)了第一張合法車牌。為了醒目和提示他人,無人駕駛汽車的車牌用的是紅色。

  無人駕駛汽車是一種智能汽車,也可以稱之為輪式移動機器人,主要通過車載傳感系統(tǒng)感知道路環(huán)境,自動規(guī)劃行車路線并控制車輛到達預定目的地。它是利用車載傳感器來感知車輛周圍環(huán)境,并根據感知所獲得的道路、車輛位置和障礙物信息,控制車輛的轉向和速度,從而使車輛能夠安全、可靠地在道路上行駛。無人駕駛汽車集自動控制、體系結構、人工智能、視覺計算等眾多技術于一體,是計算機科學、模式識別和智能控制技術高度發(fā)展的產物,也是衡量一個國家科研實力和工業(yè)水平的一個重要標志,在國防和國民經濟領域具有廣闊的應用前景。其間不少專家認為,無人駕駛汽車屬于機器人學范疇,而非汽車領域。

  C.離我們還有多遠

  日前,有媒體透露,美國國家公路交通安全管理局承認谷歌無人駕駛車符合聯邦法律,并且無人駕駛汽車的司機是自駕系統(tǒng),而不是車主本人。截至目前,美國已有內華達州、加州、密歇根州和佛羅里達州允許無人駕駛汽車上路,不過,無人車必須配備方向盤和剎車,并且必須有人在駕駛位防止意外事件發(fā)生。美國電氣電子工程師學會(IEEE)在一份報告中甚至大膽預測,到2040年,全球上路的汽車總量中,75%將會是無人駕駛汽車。

  出于對市場的“未雨綢繆”,不少汽車制造大鱷如通用汽車、大眾、沃爾沃和高科技巨擘谷歌等,都大力投資無人駕駛汽車的研發(fā),可見無人駕駛汽車市場前景相當誘人。有媒體消息稱,汽車制造商福特、日產和特斯拉,已經宣布計劃在未來的幾年里推出自動駕駛汽車,并且很有可能率先在豪華車型上進行嘗試。媒體消息稱,2015年,特斯拉汽車發(fā)布自動駕駛功能,谷歌公司已有100輛無人駕駛汽車上路測試。有些發(fā)達國家也為無人駕駛汽車提供法律支持。英國是歐洲最先批準無人駕駛汽車路測的國家,目前不需要獲得額外批準和履約保證即可進行實際道路測試。德國交通部計劃建成無人駕駛汽車測試路段,供安裝有駕駛輔助系統(tǒng)或全自動駕駛系統(tǒng)的車輛行駛。

  不少媒體對無人駕駛汽車的市場前景進行了前瞻性評估,多數媒體認為高科技的整合賦予了無人駕駛汽車超越傳統(tǒng)汽車的種種優(yōu)勢,這將為該產品帶來無可估量的市場價值。比如,無人駕駛汽車可能大幅降低交通事故數量,為此可能挽救數百萬人生命;由于無人駕駛汽車在加速、制動以及變速等方面都進行了優(yōu)化,它們有助于提高燃油效率、減少溫室氣體排放;無人駕駛汽車可幫助高速公路容納汽車能力提高5倍,大幅降低交通擁堵;無人駕駛汽車每天為全球司機節(jié)省的時間總和高達10億個小時;無人駕駛汽車不僅可增強老年人的移動能力,而且也能幫助殘疾人、無駕照人士以及沒有汽車的人旅行等。

  那么,我們離無人駕駛汽車時代到底還有多遠?其間有媒體報道稱,穆迪預測無人駕駛汽車普及還要等40年。不久前,穆迪投資者服務機構(以下簡稱“穆迪”)發(fā)布了關于無人駕駛汽車的分析報告。同時,穆迪預測,到2030年,全自動或無人駕駛技術將會成為美國車輛上常見的選擇;到2035年,全自動或無人駕駛技術將成為所有新車上的標配;實現無人駕駛的普及則需等到2055年。中國汽車工業(yè)咨詢發(fā)展公司首席分析師賈新光說,就像新能源汽車在市場逐漸擴大規(guī)模一樣,多個國家都在“試水”無人駕駛汽車。雖然現在的智能交通系統(tǒng)還不足以支撐無人駕駛汽車商用化,但無人駕駛汽車是傳統(tǒng)汽車行業(yè)“涅槃重生”、互聯網企業(yè)轉型升級的方向。未來,“無人駕駛﹢新能源﹢互聯網”將顛覆原有產業(yè)格局,創(chuàng)造一個智能化、新能源化的新產業(yè)王國。

  D.尚未探及謎底的新事物

  人們意識到汽車作為生活中的重要交通工具之一,也將進入“智能時代”,而無人駕駛汽車能否革命性地顛覆傳統(tǒng)汽車行業(yè),能否像智能手機一樣成為移動智能時代的一種生活方式,仍然是一個謎。

  就技術方面而言,無人駕駛汽車還難稱完美,仍存在技術瓶頸。真正讓汽車難以在短期內實現無人駕駛的最大難題應該是,無人駕駛汽車的“人工智能”與人的差距顯著。據媒體報道,谷歌在之前向美國相關部門提供的一份報告顯示,因為“感知差異”因素造成無人駕駛汽車“主動脫離無人駕駛狀態(tài)”的情況頻現。比如,此前谷歌自動駕駛項目測試組曾邀請兩名來自《紐約時報》的記者進行試乘,當時谷歌車輛即將經過一個紅綠燈路口,系統(tǒng)檢測到對面車道有車輛正以較快的速度行駛。為了避免可能出現的意外,谷歌車輛猛向右邊車道變道,但實際上對面的車輛僅僅是在嘗試能否通過紅綠燈而已,且最終也在信號燈變紅前完全停了下來。

  另外,無人駕駛汽車相對高昂的成本也讓不少汽車制造商裹足不前。業(yè)內人士稱,雖然谷歌的無人駕駛汽車項目取得了長足發(fā)展,但其每輛30多萬美元的造價卻讓人望而卻步。

  此外,無人駕駛汽車的運行是基于對電腦系統(tǒng)的高度依賴,電腦安全性問題也是一大隱患。一旦車載電腦系統(tǒng)受到病毒侵入或者遠程控制,后果不堪設想,輕則發(fā)生交通事故、車毀人亡,重則是整個交通系統(tǒng)的癱瘓和整個社會的混亂。

  最后,即使無人駕駛汽車克服了技術、造價等瓶頸,與之相關的倫理和法律也必須健全。第一,提高普通大眾對無人駕駛汽車的接受程度尚需時日。不少消費者認為,機器終歸是機器,人的智商與人工智能不可同日而語。普通民眾仍對無人駕駛技術持深度懷疑,他們不愿意把整個駕駛過程全部交給機器處理。第二,無人駕駛汽車在面臨不可避免的碰撞時,人類能信任機器做出最友善的選擇嗎?有媒體報道說,無人駕駛汽車的倫理問題,涉及不同的情景和思想。汽車專家丹尼爾提出過一個情景:“一個孩子在街上跑,汽車只有兩個選項,即撞死這名兒童,或者使車上的乘客喪生”。這樣的情景,會因為不同國家的文化差異導致答案大相徑庭。比如在德國,法律規(guī)定,不能比較人命孰輕孰重。但某些歐美國家的保險公司則會認為兒童因為生存期更長,生命或許更為“昂貴”。第三,法律也是無人駕駛汽車繞不開的一大挑戰(zhàn)。雖然美國有4個州通過了相關的法律法規(guī),允許自動駕駛汽車上路測試。不過其同時也要求車內必須有人并持有駕照,能在緊急情況下控制車輛不出意外。同時,歐盟和日本也在就如何修改相關的法律法規(guī)以支持自動駕駛展開討論。日本共同社曾報道稱,在日內瓦舉行的“聯合國世界車輛法規(guī)協調論壇”上,制定自動駕駛系統(tǒng)安全法規(guī)的事宜被提上了討論日程。日本和德國聯合提出方案,要求制定自動駕駛的國際安全標準。如果通過,成員國將遵照國際法規(guī)完善國內相關法律。

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