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上周鬧得沸沸揚(yáng)揚(yáng)的無(wú)人駕駛汽車上北京五環(huán)事件，再次將無(wú)人駕駛汽車?yán)肓斯姷囊曇?。和很多高科技的發(fā)展腳步一樣，初期推動(dòng)無(wú)人駕駛研究的是軍事領(lǐng)域的專家們——美國(guó)軍方在上世紀(jì)70年代開(kāi)始關(guān)注無(wú)人駕駛技術(shù)。1995年，一輛由美國(guó)卡耐基梅隆大學(xué)研制的無(wú)人駕駛汽車Navlab-V，完成了橫穿美國(guó)東西海岸的無(wú)人駕駛試驗(yàn)。
二十多年過(guò)去了，無(wú)人駕駛汽車又“開(kāi)”到了哪一步？人們不禁發(fā)問(wèn)，無(wú)人駕駛技術(shù)真的已經(jīng)成熟到可以上路了嗎？在全球范圍內(nèi)無(wú)人駕駛汽車上路又是否合法合規(guī)？擺在科學(xué)家面前的除了惡劣天氣、法律法規(guī)、倫理道德……“攔路虎”里竟然還有一只袋鼠。
世界腳步
常規(guī)“器官”不在 方向盤(pán)剎車油門(mén)或?qū)⒈蝗∠?/p>
目前已經(jīng)有十幾家公司許下了豪言壯志，列出了自家無(wú)人駕駛汽車上路的時(shí)間表。
谷歌希望自家的無(wú)人駕駛汽車能在2020年量產(chǎn)，而且有別于其他制造商，谷歌不打算推出半自動(dòng)的功能，而是準(zhǔn)備一步到位，生產(chǎn)一款完全無(wú)人駕駛的汽車，甚至沒(méi)有剎車和方向盤(pán)。谷歌擁有7年無(wú)人駕駛汽車的經(jīng)驗(yàn)，并與菲亞特-克萊斯勒合作，在現(xiàn)實(shí)世界中測(cè)試無(wú)人駕駛小型貨車。
福特也不甘落后，計(jì)劃在2021年前推出并銷售第4級(jí)別的無(wú)人駕駛汽車。與谷歌的無(wú)人駕駛汽車一樣，福特也不準(zhǔn)備為其汽車配備方向盤(pán)、剎車和油門(mén)。另外，福特將在未來(lái)5年投資10億美元，用于人工智能軟件的開(kāi)發(fā)。
英特爾公司為無(wú)人駕駛汽車砸下了重金，一系列的收購(gòu)可謂是集齊了無(wú)人駕駛界的“七龍珠”，收獲了各種關(guān)鍵能力。包括以150億美元收購(gòu)了以色列科技公司“移動(dòng)眼”、深度學(xué)習(xí)技術(shù)公司Nervana、微芯片制造商Movidius和汽車公司德?tīng)柛?。另外，英特爾?jì)劃與寶馬和大眾攜手合作，于今年晚些時(shí)候開(kāi)始試驗(yàn)無(wú)人駕駛汽車。
“眼睛”可觀六路 反饋物體距離閱讀交通標(biāo)志
大多數(shù)無(wú)人駕駛汽車配備了傳感技術(shù)“套裝”，包括“一雙眼”及“一把尺”——視覺(jué)傳感器(例如相機(jī))和監(jiān)測(cè)傳感器(測(cè)量目標(biāo)距離的激光和雷達(dá))。過(guò)去十年中，測(cè)量范圍的傳感器在商用開(kāi)發(fā)系統(tǒng)中占據(jù)了主導(dǎo)地位，能可靠地反饋周圍所有物體的距離，監(jiān)測(cè)范圍達(dá)到100米甚至更遠(yuǎn)。
激光通常只用于低水平和簡(jiǎn)單的任務(wù)中，比如躲避障礙物，確保不會(huì)撞上任何東西等。而雷達(dá)則是一些高檔車的老搭檔了，在巡航控制系統(tǒng)中至少“服役”了十年。近年來(lái)，低價(jià)位的汽車也紛紛采用了這一技術(shù)。不過(guò)，監(jiān)測(cè)距離的傳感器還是有其局限性，遠(yuǎn)程激光或雷達(dá)掃描能夠向你反饋大致的信息，比如路人的姿勢(shì)，卻不會(huì)告訴你那個(gè)人的表情是平靜還是驚慌。而且，由于大多數(shù)的標(biāo)志都是靠看的，在閱讀現(xiàn)有標(biāo)識(shí)時(shí)，距離傳感器也表現(xiàn)得很差。相比之下，像相機(jī)一樣的視覺(jué)傳感器彌補(bǔ)了這一缺陷，它們能夠感知顏色和外觀細(xì)節(jié)。
由于我們的駕駛環(huán)境在設(shè)計(jì)和建造時(shí)默認(rèn)司機(jī)能夠看到，所以，能夠像人一樣“眼觀六路”的無(wú)人駕駛汽車更能適應(yīng)現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施和標(biāo)識(shí)。
“判斷力”待加強(qiáng) 駕駛系統(tǒng)難以應(yīng)對(duì)惡劣天氣
不過(guò)，汽車并非裝備了眼睛就能保證“視力”沒(méi)問(wèn)題。相機(jī)非常容易受到環(huán)境改變的影響，在路上最常遇到的就是晝夜循環(huán)。在黑暗的環(huán)境下，人工照明或遠(yuǎn)光燈會(huì)讓系統(tǒng)很難判斷前方到底有什么。
在寒冷的地區(qū)，街道兩旁可能有不少大風(fēng)吹成的雪堆，不僅完全模糊了線標(biāo)，甚至連標(biāo)識(shí)也很容易被埋、被遮擋。由于無(wú)人駕駛汽車的設(shè)計(jì)嚴(yán)格依賴道路法規(guī)，所以系統(tǒng)會(huì)變得很糾結(jié)。
這還不算完，最大的挑戰(zhàn)往往出現(xiàn)在多重變化同時(shí)發(fā)生的時(shí)候，比如夜間行駛又趕上熱帶風(fēng)暴。遇到這種組合就連人類司機(jī)都難免會(huì)發(fā)生事故，好在大多數(shù)情況下我們都小心謹(jǐn)慎、處理得當(dāng)，而無(wú)人駕駛汽車就顯得沒(méi)那么可靠了。除了雨雪，冰、冰雹、霧、煙、霾、風(fēng)、光和熱都會(huì)對(duì)駕駛環(huán)境造成干擾?，F(xiàn)在還沒(méi)有一輛車能夠證明遇到極端天氣仍能可靠地行駛，目前大多數(shù)車能夠處理的，不過(guò)是中等降雨程度。
對(duì)于盯著無(wú)人駕駛汽車這塊蛋糕的各廠商來(lái)說(shuō)，沒(méi)有什么比開(kāi)發(fā)出適應(yīng)全天候無(wú)人駕駛車更大的挑戰(zhàn)了。我們雖然有很多輛能夠適應(yīng)“大部分情況”的車，卻沒(méi)有一輛適應(yīng)“所有情況”的車。天氣的重要性無(wú)須贅述，僅在美國(guó)，超過(guò)20%的事故都和惡劣天氣有關(guān)。
配備最強(qiáng)“大腦” 深度學(xué)習(xí)為鏡頭素材貼標(biāo)簽
為了不讓無(wú)人駕駛汽車的一雙眼睛成為擺設(shè)，開(kāi)發(fā)人員就要給它們配備相應(yīng)的“腦子”。這也是為什么許多無(wú)人駕駛汽車廠商都在開(kāi)發(fā)深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)，有了這門(mén)技術(shù)，它們輕易就能超越人類需要練習(xí)100個(gè)小時(shí)才能達(dá)到的“老司機(jī)”的境界。
英特爾公司收購(gòu)移動(dòng)眼也正是有此用意，這些深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)通常需要大量的標(biāo)簽數(shù)據(jù)。收集原始數(shù)據(jù)雖然成本很高，但可行性高，方法也比較“簡(jiǎn)單粗暴”：只需在大量汽車上安裝傳感器和計(jì)算機(jī)，然后就等著它們?cè)诠肪W(wǎng)中跑上個(gè)數(shù)百萬(wàn)小時(shí)吧。一旦跑回來(lái)，接下來(lái)的工作才是費(fèi)時(shí)費(fèi)工費(fèi)腦子的，鏡頭記錄下的大量素材需要處理，人、汽車、各類危險(xiǎn)、交通燈、車道標(biāo)記等都需要“貼標(biāo)簽”。移動(dòng)眼公司意識(shí)到這種繁瑣的工作偷不了懶，于是雇用了數(shù)百名員工專門(mén)為圖像“貼標(biāo)簽”，這種腳踏實(shí)地的作風(fēng)也使其成為了該領(lǐng)域的引領(lǐng)者。有了這些基礎(chǔ)，未來(lái)，移動(dòng)眼等其他公司會(huì)越來(lái)越多地使用模擬技術(shù)生成大部分?jǐn)?shù)據(jù)，而不再靠人力了。
“性格”比人謹(jǐn)慎 遇到路邊慢跑者會(huì)減速停車
目前，無(wú)人駕駛汽車通常比人類司機(jī)更“膽小”，因?yàn)槲覀兡軌蚋鼫?zhǔn)確地了解周圍發(fā)生著什么。在一段測(cè)試視頻中，當(dāng)一輛特斯拉遇到路邊的慢跑者時(shí)會(huì)減速到幾乎停下。而當(dāng)我們遇到同樣情況時(shí)，會(huì)作出“慢跑者不太可能突然跳到馬路上”的判斷，而系統(tǒng)則被設(shè)計(jì)得更為謹(jǐn)慎(至少現(xiàn)在的系統(tǒng)都是這樣)。
以目前的技術(shù)來(lái)看，無(wú)人駕駛車的謹(jǐn)慎確實(shí)很有必要。它們還不太擅長(zhǎng)處理那些百萬(wàn)分之一可能會(huì)發(fā)生的“小概率”事件，比如前車上掉下來(lái)一個(gè)沙發(fā)，或者一些穿著奇葩裝束的人出現(xiàn)在路邊。
自動(dòng)眼開(kāi)發(fā)的視覺(jué)技術(shù)可能會(huì)提供更多的“微妙場(chǎng)景”，幫助汽車訓(xùn)練得更為自信。還能讀懂人的面部表情，分析出路邊行人的姿勢(shì)和可能的意圖，甚至能夠“看穿”旁邊的汽車，究竟對(duì)方的司機(jī)是在好好看路還是在玩手機(jī)。此外，這種視覺(jué)技術(shù)能夠與人類司機(jī)無(wú)縫對(duì)接，通過(guò)輔助保護(hù)系統(tǒng)幫助我們避免錯(cuò)誤。
名詞解釋
自動(dòng)駕駛汽車(Autonomous car)和無(wú)人駕駛汽車(Driverless Car)是同一種事物，但不同地方叫法不同，歐洲偏向于稱之為自動(dòng)駕駛汽車，而美國(guó)多用后者。
法律障礙
美國(guó)各州立法難以統(tǒng)一
“老司機(jī)”們都知道，要想上路開(kāi)車就得有駕駛證，而駕駛證的主體是人。那么，當(dāng)有一天，《變形金剛》的場(chǎng)景活生生出現(xiàn)在現(xiàn)實(shí)生活中又會(huì)怎樣，試想一下，一輛“大黃蜂”正自己行駛在路上，突然被交警攔下檢查駕駛證，那會(huì)是怎樣窘迫的畫(huà)面。好在，已經(jīng)有人想到了這件事，世界各國(guó)也正在出臺(tái)法規(guī)，推動(dòng)讓無(wú)人駕駛上路。
在美國(guó)，為了確定無(wú)人駕駛汽車的法律地位，考慮相關(guān)立法的州每年都在增加。全美州議會(huì)聯(lián)合會(huì)的數(shù)據(jù)顯示，2011年6月，內(nèi)華達(dá)州的立法機(jī)構(gòu)通過(guò)了一項(xiàng)法律，為無(wú)人駕駛汽車的使用授權(quán)。內(nèi)華達(dá)州也因此成為世界上第一個(gè)允許無(wú)人駕駛汽車合法上路的自治地區(qū)。自那以后，美國(guó)至少有41個(gè)州和華盛頓特區(qū)都在考慮與無(wú)人駕駛汽車相關(guān)的立法。其中，19個(gè)州以及華盛頓特區(qū)都通過(guò)了與無(wú)人駕駛汽車相關(guān)的立法。
近日，美國(guó)眾議院成員就無(wú)人駕駛汽車的14項(xiàng)法案進(jìn)行了辯論，今年6月上旬，參議院的議員們發(fā)表了一份關(guān)于未來(lái)無(wú)人駕駛汽車立法的大綱，一些人猜測(cè)，美國(guó)國(guó)會(huì)最早可能在本月就一些無(wú)人駕駛汽車的法律進(jìn)行投票。顯然，美國(guó)兩黨的議員在一件事情上達(dá)成了共識(shí)——目前僅有美國(guó)各州的法規(guī)是不夠的。雖然許多州的立法機(jī)構(gòu)都決定頒布各自的無(wú)人駕駛汽車的規(guī)定，但是彼此間差異太大，以至于任何一家公司都不能在全美范圍內(nèi)推出無(wú)人駕駛汽車。例如，在亞利桑那州只需一紙標(biāo)準(zhǔn)車輛登記即可，然而在紐約則要求所有無(wú)人駕駛汽車都要有警察的陪護(hù)。而硅谷所在地加州就比較超前了，允許沒(méi)有司機(jī)、方向盤(pán)、油門(mén)和剎車的全自動(dòng)駕駛車輛行駛。
德國(guó)要求司機(jī)時(shí)刻警惕
2013年，英國(guó)政府允許在公共道路上對(duì)無(wú)人駕駛汽車進(jìn)行測(cè)試，在此之前，所有的類似測(cè)試都必須在私有土地上進(jìn)行。今年2月，英國(guó)政府又提出新草案，保險(xiǎn)公司必須為無(wú)人駕駛汽車提供兩種保護(hù)，自動(dòng)駕駛模式下的汽車和手動(dòng)駕駛模式下的司機(jī)。如果制造商有責(zé)任，保險(xiǎn)公司能向制造商索賠。
2014年，法國(guó)政府宣布從2015年起允許無(wú)人駕駛汽車在公共道路上進(jìn)行測(cè)試，法國(guó)全國(guó)范圍內(nèi)2000公里的公路將因此開(kāi)放。2015年在法國(guó)舉行的智能交通世界大會(huì)上，法國(guó)首次展示了在其開(kāi)放道路上行駛的無(wú)人駕駛汽車。2015年春天，瑞士聯(lián)邦環(huán)境、交通、能源和通信部允許瑞士電信在蘇黎世的街道上測(cè)試無(wú)人駕駛的大眾帕薩特。
今年5月，德國(guó)批準(zhǔn)了無(wú)人駕駛汽車的新準(zhǔn)則，政府官員修改了德國(guó)的道路交通法，為無(wú)人駕駛汽車搭起了監(jiān)管框架。德國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)主席馬蒂亞斯·威斯曼表示，德國(guó)在高度自動(dòng)化車輛上路的進(jìn)程中邁出了重要一步。他認(rèn)為無(wú)人駕駛將使道路交通“更安全、更高效、更方便”。根據(jù)路透社的報(bào)道，新法規(guī)允許汽車制造商測(cè)試無(wú)人駕駛汽車。當(dāng)汽車獨(dú)立操縱方向盤(pán)和剎車時(shí)，不用手握方向盤(pán)、眼睛看路。不過(guò)使用者必須時(shí)刻保持警惕，以便隨時(shí)控制車輛。據(jù)歐洲汽車新聞的報(bào)道，這項(xiàng)法規(guī)旨在消除交通法規(guī)的邏輯不一致問(wèn)題。例如，當(dāng)一名司機(jī)心臟病發(fā)作，汽車能夠減速、打信號(hào)燈并靠自己的力量停在路邊。該法規(guī)還要求配備數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)即“黑匣子”，用來(lái)記錄具體駕駛情況。
倫理障礙
應(yīng)該撞人還是撞動(dòng)物
除了等待法規(guī)的完善，擺在無(wú)人駕駛汽車面前的還有“道德難關(guān)”。試想一下，當(dāng)你駕駛汽車突發(fā)緊急情況，面前是一名小孩和一名成人，減速已經(jīng)不可能，你的方向盤(pán)將轉(zhuǎn)向何處？這對(duì)于任何人來(lái)說(shuō)，都是一個(gè)困難而且痛苦的抉擇，如果汽車能自主，顯然也無(wú)法抉擇。目前，沒(méi)有人相信無(wú)人駕駛汽車能夠做出道德或倫理抉擇，不過(guò)，德國(guó)科學(xué)家們相信，最終有可能為無(wú)人駕駛汽車帶入道德和倫理。
德國(guó)奧斯納布呂克大學(xué)認(rèn)知科學(xué)研究所的研究員萊昂稱，研究表明汽車可以通過(guò)編程來(lái)模擬人類的道德行為，包括決定哪種碰撞是更好的選擇。研究人員讓人類實(shí)驗(yàn)對(duì)象處于虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，研究模擬交通場(chǎng)景中的行為。之后研究人員用這些數(shù)據(jù)為無(wú)人駕駛汽車設(shè)計(jì)算法，使其能夠像人類一樣在道路上應(yīng)對(duì)潛在的困境。
不過(guò)大多數(shù)的選擇仍然具有爭(zhēng)議。當(dāng)涉及到人類和動(dòng)物時(shí)，大多數(shù)人會(huì)選擇保護(hù)人類，但是如果選擇避開(kāi)狗狗，會(huì)有5%的概率只讓人受輕傷，又會(huì)怎么選呢？還有當(dāng)遇到一個(gè)玩球沖進(jìn)馬路的孩子和一個(gè)守規(guī)矩走在路邊的成人時(shí)該怎么辦，如果僅按照交通規(guī)則來(lái)看，孩子顯然是錯(cuò)誤的，但是如果考慮年齡，大多數(shù)人會(huì)選擇避讓孩子。
意外障礙
袋鼠亂蹦讓系統(tǒng)犯暈
就在無(wú)人駕駛汽車忙著合法化、埋頭學(xué)習(xí)倫理道德時(shí)，又有新的麻煩冒了出來(lái)，這次的地點(diǎn)在南半球，而這次的“攔路虎”是一只袋鼠。
瑞典汽車制造商沃爾沃近日表示，其開(kāi)發(fā)的無(wú)人駕駛汽車半路殺出了“澳洲程咬金”——袋鼠。原本該公司的大型動(dòng)物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一直運(yùn)行良好，鹿、麋鹿、馴鹿等一概不在話下，既混個(gè)臉熟也躲得迅速，但是不久前在澳大利亞進(jìn)行的測(cè)試卻遇上了麻煩。實(shí)驗(yàn)證明，呆萌袋鼠一蹦一跳的動(dòng)作會(huì)讓其系統(tǒng)犯迷糊，由于無(wú)法準(zhǔn)確判斷其獨(dú)特的移動(dòng)方式，目前該系統(tǒng)是給袋鼠“跪了”。
然而袋鼠是無(wú)人駕駛汽車在澳洲上路必須考慮的問(wèn)題，澳大利亞汽車協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)顯示，每年當(dāng)?shù)赜谐^(guò)1.6萬(wàn)起撞車事故與袋鼠有關(guān)，其中1000起事故都發(fā)生在“叢林首都”——堪培拉，使其成為“袋鼠事故多發(fā)地”。另有數(shù)據(jù)顯示，在所有與動(dòng)物相關(guān)碰撞事故中，有袋類動(dòng)物占了90%，萬(wàn)幸的是，大多數(shù)碰撞事故都不是很嚴(yán)重。
沃爾沃澳大利亞地區(qū)的技術(shù)經(jīng)理大衛(wèi)·皮克特在接受美國(guó)廣播公司采訪時(shí)曾表示，之所以會(huì)出現(xiàn)“袋鼠麻煩”，主要是由于他們的汽車監(jiān)測(cè)系統(tǒng)利用地面作為參照點(diǎn)，而蹦跶著走路的袋鼠讓系統(tǒng)很難判斷它們距離汽車到底有多遠(yuǎn)。“當(dāng)它們騰空時(shí)，看起來(lái)好像離著挺遠(yuǎn)，但落地時(shí)又顯得很近了。”皮克特稱，識(shí)別系統(tǒng)實(shí)際上沒(méi)有聽(tīng)起來(lái)這么簡(jiǎn)單，它們通過(guò)行走方式判斷前方是不是人，還要判斷這個(gè)人是高是矮、是否穿外套等，而對(duì)于袋鼠的認(rèn)識(shí)也要很全面。“袋鼠可能坐在路邊、站在路邊，也可能正在蹦著前進(jìn)，這些動(dòng)作的形狀都不相同。”
不過(guò)，沃爾沃澳大利亞的常務(wù)董事凱文·麥卡恩對(duì)此沒(méi)有氣餒，他認(rèn)為袋鼠造成的麻煩也是無(wú)人駕駛技術(shù)研發(fā)和測(cè)試的一部分。
無(wú)人駕駛汽車等級(jí)
2014年，國(guó)際自動(dòng)機(jī)工程師學(xué)會(huì)(SAE International)發(fā)布了道路機(jī)動(dòng)車輛自動(dòng)駕駛技術(shù)分類系統(tǒng)。該分類主要以是否需要司機(jī)的注意力和干預(yù)為基準(zhǔn)，而并非車輛的能力。
0級(jí)：自動(dòng)系統(tǒng)能發(fā)出警告，但是不能控制車輛。
1級(jí)(手時(shí)刻準(zhǔn)備著)：司機(jī)和自動(dòng)系統(tǒng)共同控制車輛。例如自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)(ACC)——駕駛員控制方向，自動(dòng)系統(tǒng)控制速度；停車輔助系統(tǒng)——可以自動(dòng)轉(zhuǎn)向但需要司機(jī)控制速度；或者車道保持輔助系統(tǒng)(LKA)II型。在這一級(jí)別，司機(jī)必須時(shí)刻準(zhǔn)備重新接管汽車的控制權(quán)。
2級(jí)(解放手)：自動(dòng)系統(tǒng)完全控制車輛(包括加速、剎車和轉(zhuǎn)向)。但司機(jī)必須時(shí)刻監(jiān)控駕駛情況，如果自動(dòng)系統(tǒng)不能正常響應(yīng)，司機(jī)應(yīng)隨時(shí)、立即進(jìn)行干預(yù)。“解放手”并不是指字面意思，事實(shí)上，這一級(jí)別的自動(dòng)駕駛有強(qiáng)制要求，即司機(jī)的手不能離開(kāi)方向盤(pán)，以確保能夠時(shí)刻準(zhǔn)備著進(jìn)行干預(yù)。
3級(jí)(解放眼)：司機(jī)可以不再關(guān)注駕駛，安全地發(fā)短信甚至看電影。車輛能夠自行處理緊急情況，比如緊急剎車。不過(guò)當(dāng)車輛“召喚”時(shí)，司機(jī)必須準(zhǔn)備好進(jìn)行短暫的干預(yù)，具體情況依各廠商而定。
4級(jí)(解放腦)：與3級(jí)類似，在這一級(jí)別司機(jī)完全不用注意安全，也就是說(shuō)可以安心睡覺(jué)或者離開(kāi)駕駛員的座位。自動(dòng)駕駛只在有限的區(qū)域或者特殊情況下可行，比如堵車時(shí)。在這些區(qū)域外或者情況外，車輛必須能夠安全地終止行程，比如不用司機(jī)控制能“側(cè)方位停車”。
5級(jí)(解放人)：完全不需要人為干預(yù)，例如“機(jī)器出租車”。
本版編譯 陳小丹
