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无人驾驶汽车驶向何方

  • 发布时间:2016-04-24 07:09:00  来源:光明日报  作者:王传军  责任编辑:罗伯特

  好莱坞著名导演斯蒂芬·斯皮尔伯格曾执导过一部影片名为《少数派报告》,其中有一幕场景令人炫目:所有汽车全由电脑网络控制,精确并高速地行驶在高科技化的城市交通线路上,而乘客只需选择目的地就行。该片中出现的无人驾驶汽车形如胶囊,穿梭于错综复杂的公路上,如同迪士尼乐园中尖叫声迭起的各式过山车。虽然不如银幕画面般让人匪夷所思,但充满科幻感的无人驾驶汽车而今已生动地出现在我们身边。2016年情人节这天,当一辆谷歌无人驾驶汽车试图变道并入缓慢移动的车流时,一名大巴司机并没有减速留出空间,导致两辆车发生轻微碰撞。该事件迅速引起大众对无人驾驶技术的关注。

  A.起源与国防有关

  1925年8月,来自美国陆军的电子工程师弗朗西斯·霍迪尼坐在一辆用无线电操控着前车的汽车上。这辆组合式的汽车通过后车发射无线电波来控制前车的方向盘、离合器、制动器等部件。虽然这种驾驶方式并不安全,也不完美,经常会把无线电波发送到其他接收器上,但它却是真正意义上的第一辆“无人驾驶汽车”。1939年,美国通用汽车公司在纽约世界博览会上,举办了一个名为“未来世界”的科技展览,展示他们对于汽车未来演进的设想。通用幻想着1960年时的美国高速公路都会配有类似火车轨道一样的设计,汽车将会配有自动驾驶系统,当行驶至高速上就会自动生效,按照铁轨的轨迹和一定的速度自动高速行进,直到高速公路的出口才会恢复成人类驾驶。这是通用汽车公司对无人驾驶汽车理念的首次遐想。1956年,通用汽车正式对外展出了Firebird二代概念车,这是世界上第一辆配备了汽车安全及自动导航系统的概念车。它使用了钛金属技术、电源盘式制动器、磁点火钥匙、独立控制的燃气涡轮动力等新概念,看上去像是一辆“火箭车”。1958年,通用汽车的第三代Firebird问世,英国广播公司还现场直播了该无人驾驶概念车进行测试的情况。1979年,斯坦福车(Stanford Cart)在斯坦福大学人工智能实验室周围成功试行,成为第一辆由计算机控制的自动车辆,斯坦福车为美国制造月球车奠定了基础。20世纪80年代中期,美国卡内基梅隆大学研制出全功能无人驾驶汽车Navlab1,并首次将便携式计算机配置于车上。

  2004年,无人驾驶汽车的概念首次出现在美国国防部高级研究计划署的“大挑战”科研项目中。这项名为“大挑战”的汽车拉力赛旨在促进自动化车辆的研发,探索美军车辆自动化的途径。15辆无人驾驶汽车参加全长150英里的沙漠拉力赛,为美军发展无人驾驶军车做铺垫。然而,大部分参赛汽车没跑多远皆告“阵亡”。随后,无人驾驶汽车发展成为两大阵营:奔驰、宝马等传统的汽车制造企业侧重于驾驶辅助系统的开发;谷歌、苹果等高科技企业则将目标直接瞄准完全无人驾驶的汽车。

  据其他资料显示,从20世纪70年代开始,美国、英国、德国等发达国家开始进行无人驾驶汽车的研究,在可行性和实用化方面都取得了突破性的进展。中国从20世纪80年代开始进行无人驾驶汽车的研究,1992年,国防科技大学成功研制出中国第一辆真正意义上的无人驾驶汽车。2005年,首辆城市无人驾驶汽车在上海交通大学研制成功。世界上最先进的无人驾驶汽车已经测试行驶近50万公里,其中最后8万公里是在没有任何人为干预措施下完成的。

  B.是汽车还是机器人

  最新报告显示,2010年到2015年间,与汽车无人驾驶技术相关的发明专利超过22000件,在此过程中,部分企业已崭露头角,成为该领域的行业领导者。其中,谷歌公司便是其中的翘楚之一。谷歌公司自2009年开始研发无人驾驶汽车,这是一种全自动驾驶汽车,不需要驾驶者就能启动、行驶以及停止。目前该无人驾驶汽车已行驶了48万公里,但仍处于测试阶段。

  该项目由谷歌街景的共同发明人塞巴斯蒂安·特龙领衔推动。其间有媒体报道说,谷歌的工程人员使用了8辆试验车,包括6辆丰田普锐斯,1辆奥迪TT,1辆雷克萨斯RX450h。这些车在加州几条道路上测试,其中包括旧金山湾区的九曲花街。这些车辆采用智能软件和感应设备,包括摄像机、雷达感应器和激光设备等,能够实现360度全方位感应:车顶的雷达感应器能够扫描半径约70米范围内的环境,车后的感应器能评估汽车所在位置,车载电脑通过摄像头能“看懂”交通灯,识别人行道和障碍物等,并模拟人的智力对相应交通状况作出正确反应。谷歌还对外表示,这些车辆比有人驾驶的车更安全,因为它们能更迅速、更有效地作出反应。然而,在所有的测试中,都有人坐在驾驶座上于必要时可以随时控制车辆。2012年4月1日,谷歌展示了使用自动驾驶技术的谷歌赛车。2012年,美国机动车辆管理局为谷歌的无人驾驶汽车颁发了第一张合法车牌。为了醒目和提示他人,无人驾驶汽车的车牌用的是红色。

  无人驾驶汽车是一种智能汽车,也可以称之为轮式移动机器人,主要通过车载传感系统感知道路环境,自动规划行车路线并控制车辆到达预定目的地。它是利用车载传感器来感知车辆周围环境,并根据感知所获得的道路、车辆位置和障碍物信息,控制车辆的转向和速度,从而使车辆能够安全、可靠地在道路上行驶。无人驾驶汽车集自动控制、体系结构、人工智能、视觉计算等众多技术于一体,是计算机科学、模式识别和智能控制技术高度发展的产物,也是衡量一个国家科研实力和工业水平的一个重要标志,在国防和国民经济领域具有广阔的应用前景。其间不少专家认为,无人驾驶汽车属于机器人学范畴,而非汽车领域。

  C.离我们还有多远

  日前,有媒体透露,美国国家公路交通安全管理局承认谷歌无人驾驶车符合联邦法律,并且无人驾驶汽车的司机是自驾系统,而不是车主本人。截至目前,美国已有内华达州、加州、密歇根州和佛罗里达州允许无人驾驶汽车上路,不过,无人车必须配备方向盘和刹车,并且必须有人在驾驶位防止意外事件发生。美国电气电子工程师学会(IEEE)在一份报告中甚至大胆预测,到2040年,全球上路的汽车总量中,75%将会是无人驾驶汽车。

  出于对市场的“未雨绸缪”,不少汽车制造大鳄如通用汽车、大众、沃尔沃和高科技巨擘谷歌等,都大力投资无人驾驶汽车的研发,可见无人驾驶汽车市场前景相当诱人。有媒体消息称,汽车制造商福特、日产和特斯拉,已经宣布计划在未来的几年里推出自动驾驶汽车,并且很有可能率先在豪华车型上进行尝试。媒体消息称,2015年,特斯拉汽车发布自动驾驶功能,谷歌公司已有100辆无人驾驶汽车上路测试。有些发达国家也为无人驾驶汽车提供法律支持。英国是欧洲最先批准无人驾驶汽车路测的国家,目前不需要获得额外批准和履约保证即可进行实际道路测试。德国交通部计划建成无人驾驶汽车测试路段,供安装有驾驶辅助系统或全自动驾驶系统的车辆行驶。

  不少媒体对无人驾驶汽车的市场前景进行了前瞻性评估,多数媒体认为高科技的整合赋予了无人驾驶汽车超越传统汽车的种种优势,这将为该产品带来无可估量的市场价值。比如,无人驾驶汽车可能大幅降低交通事故数量,为此可能挽救数百万人生命;由于无人驾驶汽车在加速、制动以及变速等方面都进行了优化,它们有助于提高燃油效率、减少温室气体排放;无人驾驶汽车可帮助高速公路容纳汽车能力提高5倍,大幅降低交通拥堵;无人驾驶汽车每天为全球司机节省的时间总和高达10亿个小时;无人驾驶汽车不仅可增强老年人的移动能力,而且也能帮助残疾人、无驾照人士以及没有汽车的人旅行等。

  那么,我们离无人驾驶汽车时代到底还有多远?其间有媒体报道称,穆迪预测无人驾驶汽车普及还要等40年。不久前,穆迪投资者服务机构(以下简称“穆迪”)发布了关于无人驾驶汽车的分析报告。同时,穆迪预测,到2030年,全自动或无人驾驶技术将会成为美国车辆上常见的选择;到2035年,全自动或无人驾驶技术将成为所有新车上的标配;实现无人驾驶的普及则需等到2055年。中国汽车工业咨询发展公司首席分析师贾新光说,就像新能源汽车在市场逐渐扩大规模一样,多个国家都在“试水”无人驾驶汽车。虽然现在的智能交通系统还不足以支撑无人驾驶汽车商用化,但无人驾驶汽车是传统汽车行业“涅槃重生”、互联网企业转型升级的方向。未来,“无人驾驶﹢新能源﹢互联网”将颠覆原有产业格局,创造一个智能化、新能源化的新产业王国。

  D.尚未探及谜底的新事物

  人们意识到汽车作为生活中的重要交通工具之一,也将进入“智能时代”,而无人驾驶汽车能否革命性地颠覆传统汽车行业,能否像智能手机一样成为移动智能时代的一种生活方式,仍然是一个谜。

  就技术方面而言,无人驾驶汽车还难称完美,仍存在技术瓶颈。真正让汽车难以在短期内实现无人驾驶的最大难题应该是,无人驾驶汽车的“人工智能”与人的差距显著。据媒体报道,谷歌在之前向美国相关部门提供的一份报告显示,因为“感知差异”因素造成无人驾驶汽车“主动脱离无人驾驶状态”的情况频现。比如,此前谷歌自动驾驶项目测试组曾邀请两名来自《纽约时报》的记者进行试乘,当时谷歌车辆即将经过一个红绿灯路口,系统检测到对面车道有车辆正以较快的速度行驶。为了避免可能出现的意外,谷歌车辆猛向右边车道变道,但实际上对面的车辆仅仅是在尝试能否通过红绿灯而已,且最终也在信号灯变红前完全停了下来。

  另外,无人驾驶汽车相对高昂的成本也让不少汽车制造商裹足不前。业内人士称,虽然谷歌的无人驾驶汽车项目取得了长足发展,但其每辆30多万美元的造价却让人望而却步。

  此外,无人驾驶汽车的运行是基于对电脑系统的高度依赖,电脑安全性问题也是一大隐患。一旦车载电脑系统受到病毒侵入或者远程控制,后果不堪设想,轻则发生交通事故、车毁人亡,重则是整个交通系统的瘫痪和整个社会的混乱。

  最后,即使无人驾驶汽车克服了技术、造价等瓶颈,与之相关的伦理和法律也必须健全。第一,提高普通大众对无人驾驶汽车的接受程度尚需时日。不少消费者认为,机器终归是机器,人的智商与人工智能不可同日而语。普通民众仍对无人驾驶技术持深度怀疑,他们不愿意把整个驾驶过程全部交给机器处理。第二,无人驾驶汽车在面临不可避免的碰撞时,人类能信任机器做出最友善的选择吗?有媒体报道说,无人驾驶汽车的伦理问题,涉及不同的情景和思想。汽车专家丹尼尔提出过一个情景:“一个孩子在街上跑,汽车只有两个选项,即撞死这名儿童,或者使车上的乘客丧生”。这样的情景,会因为不同国家的文化差异导致答案大相径庭。比如在德国,法律规定,不能比较人命孰轻孰重。但某些欧美国家的保险公司则会认为儿童因为生存期更长,生命或许更为“昂贵”。第三,法律也是无人驾驶汽车绕不开的一大挑战。虽然美国有4个州通过了相关的法律法规,允许自动驾驶汽车上路测试。不过其同时也要求车内必须有人并持有驾照,能在紧急情况下控制车辆不出意外。同时,欧盟和日本也在就如何修改相关的法律法规以支持自动驾驶展开讨论。日本共同社曾报道称,在日内瓦举行的“联合国世界车辆法规协调论坛”上,制定自动驾驶系统安全法规的事宜被提上了讨论日程。日本和德国联合提出方案,要求制定自动驾驶的国际安全标准。如果通过,成员国将遵照国际法规完善国内相关法律。

  (本报驻华盛顿记者 王传军)

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