撰文 |?史蒂文·施多福 （Steven Shladover）

翻譯 |?劉亞輝

很快，電子司機(jī)就能隨時(shí)帶我們?nèi)ネ覀兿肴サ牡胤搅?，只要不?qiáng)行左轉(zhuǎn)彎穿過(guò)擁擠的車(chē)流，就能100%保障安全。變化多端的路面情況和冰雪覆蓋也是問(wèn)題。對(duì)于電子司機(jī)來(lái)說(shuō)，在行駛中避讓交通警察、交通協(xié)管員和急救車(chē)輛將是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)；要是在行人可能突然跑到汽車(chē)前面的鬧市區(qū)，我們可能只能暫時(shí)和電子司機(jī)說(shuō)再見(jiàn)，選擇步行或者乘坐地鐵。

就像前面講到的一樣，人類(lèi)駕駛員在日常駕駛過(guò)程中能夠輕松解決面臨的問(wèn)題，但是，對(duì)計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)，這些決策卻是巨大的挑戰(zhàn)。我們需要投入時(shí)間、金錢(qián)和大量的工作才能讓計(jì)算機(jī)解決這些問(wèn)題。然而，現(xiàn)在有很多人篤定地認(rèn)為，完全自動(dòng)化的汽車(chē)馬上就要來(lái)了。

是什么引發(fā)了這種分歧？一部分原因在于用詞，大眾媒體不加區(qū)別地運(yùn)用“自主”、“無(wú)人”以及“自動(dòng)駕駛”來(lái)描述這些不同的技術(shù)，卻模糊它們之間的區(qū)別。此外，汽車(chē)行業(yè)也沒(méi)有幫忙澄清事實(shí)。汽車(chē)制造廠、設(shè)備供應(yīng)商和技術(shù)公司的營(yíng)銷(xiāo)者精心策劃宣傳材料，以便更好地詮釋自家產(chǎn)品的自動(dòng)化程度。行業(yè)內(nèi)的記者在報(bào)道相關(guān)進(jìn)展時(shí)，也會(huì)主動(dòng)選擇最樂(lè)觀的預(yù)測(cè)，因?yàn)檫@樣才會(huì)令人興奮。信息在這樣的環(huán)境中傳播后，用戶(hù)對(duì)產(chǎn)品不現(xiàn)實(shí)的預(yù)期很快就呈螺旋式上升了。

目前這種混亂的闡述十分糟糕。自動(dòng)化駕駛技術(shù)就要來(lái)了，但是這種可以挽救生命、降低污染、節(jié)約能源的新技術(shù)，卻不會(huì)以你之前理解的方式到來(lái)。

駕駛車(chē)輛遠(yuǎn)比人們想象的復(fù)雜，這涉及很多技能和行為。其中有一部分非常容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，例如，利用過(guò)去幾十年在傳統(tǒng)的巡航控制系統(tǒng)中積累的經(jīng)驗(yàn)，可以讓汽車(chē)在公路上自動(dòng)保持勻速行使。隨著科技進(jìn)步，工程師們還成功實(shí)現(xiàn)了其他一些任務(wù)的自動(dòng)化：目前廣泛應(yīng)用的自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)可保持適當(dāng)車(chē)速和車(chē)間距；在梅賽德斯—奔馳和英菲尼迪的新車(chē)型上也使用了車(chē)道保持系統(tǒng)，它可以協(xié)調(diào)攝像頭、傳感器收集的信息，利用方向控件使車(chē)輛維持在車(chē)道中間行駛。現(xiàn)在，汽車(chē)已然非常聰明了，可是即便如此，從目前的汽車(chē)自動(dòng)系統(tǒng)到完全的自動(dòng)化駕駛，還有非常巨大的鴻溝需要跨越。

國(guó)際汽車(chē)工程師協(xié)會(huì)（SAE International，前身為汽車(chē)工程師協(xié)會(huì)）定義了關(guān)于自動(dòng)駕駛的五個(gè)階段，這種劃分有助于我們厘清關(guān)于自動(dòng)化駕駛的很多問(wèn)題。以自動(dòng)化程度的不同為依據(jù)，前三個(gè)階段（不包括零級(jí)，即無(wú)自動(dòng)化）的技術(shù)全部需要依靠人類(lèi)來(lái)處理行駛過(guò)程中的緊急情況。在第一階段中，包括自適應(yīng)巡航系統(tǒng)、車(chē)道保持系統(tǒng)等類(lèi)似系統(tǒng)；在第二個(gè)階段中，系統(tǒng)整合了第一階段的技術(shù)（比如車(chē)道保持和自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)中的車(chē)輛橫向縱向控制），從而實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的自動(dòng)駕駛?cè)蝿?wù)。目前在市場(chǎng)中銷(xiāo)售的自動(dòng)駕駛車(chē)輛只能達(dá)到這一階段；第三階段的系統(tǒng)允許駕駛員在特定場(chǎng)景中切換到自動(dòng)駕駛狀態(tài)，比如在高速公路上堵車(chē)時(shí)。

最后的兩個(gè)階段與前面的階段大不相同，完全不需人類(lèi)協(xié)助。第四個(gè)階段的（高自動(dòng)化）系統(tǒng)可處理所有與駕駛相關(guān)的任務(wù)，但是使用場(chǎng)景嚴(yán)格限定在封閉停車(chē)場(chǎng)或高速專(zhuān)用車(chē)道上。頂級(jí)的第五階段就是完全自動(dòng)化的汽車(chē)了。日本日產(chǎn)汽車(chē)公司首席執(zhí)行官卡洛斯·戈恩（Carlos Ghosn）等人曾信心滿(mǎn)滿(mǎn)地宣布，2020年自動(dòng)化汽車(chē)將能上路駕駛，想必很多人心里設(shè)想的自動(dòng)駕駛汽車(chē)，就是這種了。

然而，頂級(jí)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)不可能很快上路，相反，它還有很長(zhǎng)的路要走。目前距離第三個(gè)階段就已經(jīng)很近了，發(fā)展到第四階段還需要幾十年的時(shí)間。為了認(rèn)識(shí)目前所處的混亂環(huán)境，也為了說(shuō)明為什么會(huì)有以上預(yù)測(cè)，我們可以從軟件的角度來(lái)談一談。

國(guó)際汽車(chē)工程師協(xié)會(huì)對(duì)不同的汽車(chē)的自動(dòng)化程度做出了解釋?zhuān)?duì)自動(dòng)化程度排出完整的序列。有意思的是，第四階段的自動(dòng)化技術(shù)要比第三階段的自動(dòng)化技術(shù)易于控制，而第五階段的自動(dòng)化技術(shù)（不需人類(lèi)輸入指令即可掌控一切駕駛條件的電子駕駛員）仍需幾十年才能實(shí)現(xiàn)。（點(diǎn)擊查看大圖）

無(wú)論公眾怎么看，人類(lèi)駕駛員還是非常善于避免嚴(yán)重車(chē)禍的發(fā)生。2011年美國(guó)交通安全統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，綜合所有司機(jī)的駕駛情況，大概駕駛330萬(wàn)小時(shí)會(huì)發(fā)生一起致命碰撞；駕駛64 000小時(shí)會(huì)發(fā)生一起致傷碰撞。這些數(shù)字為自動(dòng)駕駛系統(tǒng)設(shè)立了重要的安全目標(biāo)，即自動(dòng)駕駛的最低安全標(biāo)準(zhǔn)不得低于人類(lèi)駕駛時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)。想要自動(dòng)駕駛的可靠性達(dá)到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，還有很長(zhǎng)的路要走，這中間的距離可比很多自動(dòng)駕駛愛(ài)好者認(rèn)為的長(zhǎng)。

想想你的筆記本電腦多久死一次機(jī)，如果這樣的軟件用于汽車(chē)駕駛，“藍(lán)屏死機(jī)”將不僅僅是一句抱怨，軟件延遲十分之一秒響應(yīng)都有可能引發(fā)交通事故。所以，自動(dòng)駕駛涉及的軟件必須使用截然不同的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，不能以消費(fèi)市場(chǎng)上現(xiàn)有的設(shè)備為基礎(chǔ)。

要達(dá)到這些標(biāo)準(zhǔn)極其困難，需要在軟件工程和信號(hào)處理上都取得根本性的突破才行。首先，工程師需要使用全新的方式設(shè)計(jì)軟件，設(shè)計(jì)出的軟件還需要通過(guò)高標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試，確保在復(fù)雜和變化迅速的條件下也能準(zhǔn)確運(yùn)行。目前，在簡(jiǎn)單的應(yīng)用場(chǎng)景中，已經(jīng)采用了一種有趣的新方式：在真實(shí)應(yīng)用一段代碼前，分析所有可能出錯(cuò)的地方。這種方法就像用數(shù)學(xué)證明驗(yàn)證計(jì)算機(jī)程序一樣?？茖W(xué)家已經(jīng)開(kāi)始考慮擴(kuò)大這類(lèi)測(cè)試，因?yàn)樽詣?dòng)駕駛系統(tǒng)可能涉及到一些超級(jí)復(fù)雜的代碼，用新的方式做測(cè)試，可以預(yù)先檢驗(yàn)軟件能否完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛的要求。

一旦寫(xiě)好代碼，軟件工程師就需要嘗試新的辦法來(lái)調(diào)試和驗(yàn)證，因?yàn)楝F(xiàn)有的方法既繁瑣又昂貴?？陀^來(lái)講，在開(kāi)發(fā)新型商用或軍用飛機(jī)時(shí)，一半的成本都來(lái)自軟件調(diào)試和驗(yàn)證，然而，飛機(jī)上使用的軟件遠(yuǎn)不如自動(dòng)駕駛系統(tǒng)需要的那么復(fù)雜。工程師設(shè)計(jì)飛機(jī)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)時(shí)，不需要考慮在飛行過(guò)程中，附近飛機(jī)的精確速度和位置，因?yàn)榫嚯x太遠(yuǎn)，總有足夠的時(shí)間做出反應(yīng)。飛機(jī)在飛行中，系統(tǒng)可以在命令下達(dá)數(shù)十秒后才制定出適宜的執(zhí)行方案。反觀自動(dòng)駕駛的汽車(chē)，行駛時(shí)前后都有很多車(chē)輛，還有可能出現(xiàn)突然闖入眼簾的障礙物,面臨突發(fā)問(wèn)題。在任何情況下，汽車(chē)的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)都需要在幾微秒之內(nèi)做出決策，因此，和飛機(jī)上使用的系統(tǒng)和代碼相比，這個(gè)系統(tǒng)復(fù)雜了幾個(gè)數(shù)量級(jí)。

一旦代碼通過(guò)驗(yàn)證，生產(chǎn)商就需要“證明”這套系統(tǒng)的安全性足以滿(mǎn)足各方（公司風(fēng)險(xiǎn)管理人員、保險(xiǎn)公司、安全倡導(dǎo)者、立法者和潛在客戶(hù)）的要求。在這種情況下，常規(guī)使用的“驗(yàn)收測(cè)試”將變得不切實(shí)際。為了確保成千上萬(wàn)的消費(fèi)者在日常使用中，車(chē)輛能夠應(yīng)對(duì)不同的危險(xiǎn)場(chǎng)景，測(cè)試者需讓汽車(chē)行駛數(shù)十億千米。即使利用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法減少測(cè)試的距離，也要跑上很長(zhǎng)的距離。為了解決這個(gè)問(wèn)題，行業(yè)內(nèi)部人員已經(jīng)開(kāi)始做一些新的嘗試。德國(guó)的政府部分和行業(yè)機(jī)構(gòu)已經(jīng)啟動(dòng)了一個(gè)幾百萬(wàn)美金的項(xiàng)目，但不得不說(shuō)，努力才剛剛開(kāi)始。

除了控制車(chē)輛的代碼（通常比喻為大腦）需要接受?chē)?yán)格審查，給大腦提供決策數(shù)據(jù)的傳感器也需要接受同樣嚴(yán)格的審查。工程師必須開(kāi)發(fā)新的處理傳感器信號(hào)的算法和數(shù)據(jù)融合算法，使假陰性（意外出現(xiàn)、沒(méi)有登記在案的威脅性對(duì)象）和假陽(yáng)性（非威脅性對(duì)象，但被錯(cuò)誤分類(lèi)，導(dǎo)致車(chē)輛出現(xiàn)急轉(zhuǎn)彎和緊急制動(dòng)等不恰當(dāng)反應(yīng)）的情況趨近于零，高效區(qū)分道路上威脅性和非威脅性的對(duì)象，以便及時(shí)做出反應(yīng)。

工程師不能求助商用飛機(jī)系統(tǒng)采用的強(qiáng)制冗余系統(tǒng)，因?yàn)樽詣?dòng)化汽車(chē)是消費(fèi)性產(chǎn)品，它的價(jià)格應(yīng)該讓大眾能夠負(fù)擔(dān)。不過(guò)，求助于人工智能也不能顯著解決安全問(wèn)題。也有些人建議利用機(jī)器學(xué)習(xí)，這樣就能使自動(dòng)駕駛系統(tǒng)利用數(shù)百萬(wàn)小時(shí)的駕駛數(shù)據(jù)，訓(xùn)練出一個(gè)身經(jīng)百戰(zhàn)的系統(tǒng)。在消費(fèi)者使用時(shí)，這個(gè)系統(tǒng)還能一直學(xué)習(xí)，一直更新。但是，機(jī)器學(xué)習(xí)本身的問(wèn)題就在于非確定性。如果用不同的交通情況訓(xùn)練駕駛系統(tǒng)，在一年后，兩輛從一條生產(chǎn)線(xiàn)出來(lái)的汽車(chē)也會(huì)產(chǎn)生截然不同的控制代碼。

沃爾沃將對(duì)超過(guò)100輛SUV進(jìn)行實(shí)地測(cè)試，這些SUV可以監(jiān)測(cè)周?chē)h(huán)境并自行導(dǎo)航。這些車(chē)輛已應(yīng)用于歐洲公路列車(chē)測(cè)試。

我曾經(jīng)說(shuō)過(guò)，在2040年前完全自動(dòng)化的駕駛系統(tǒng)很難出現(xiàn)，然而，不知從什么時(shí)候開(kāi)始，就有人引用我的話(huà)說(shuō)自動(dòng)駕駛的最高階段在2040年就能實(shí)現(xiàn)。我想說(shuō)，到2075年完全自動(dòng)化的駕駛系統(tǒng)都很難實(shí)現(xiàn)。真正實(shí)現(xiàn)的時(shí)間會(huì)比這個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)早嗎？也有可能，但不會(huì)提早太多。

要實(shí)現(xiàn)第三階段的自動(dòng)化駕駛，也有很多問(wèn)題需要解決。在出現(xiàn)緊急情況時(shí)，應(yīng)該如何使駕駛?cè)藛T重新集中注意力？比如，駕駛員欣賞風(fēng)景開(kāi)了小差，或者更糟，在開(kāi)車(chē)時(shí)睡著了。我聽(tīng)過(guò)一些汽車(chē)制造商代表的討論，他們覺(jué)得這些問(wèn)題太令人頭疼，以至于不想開(kāi)發(fā)第三階段的系統(tǒng)。在交通擁堵，車(chē)輛走走停停時(shí)，堵塞輔助系統(tǒng)就能接管駕駛，這時(shí)車(chē)速很低，即使發(fā)生碰撞也很輕微。但是，除了這種有限的使用場(chǎng)景外，第三階段的自動(dòng)化駕駛很有可能直接被跳過(guò)，永遠(yuǎn)也不會(huì)實(shí)現(xiàn)。

或許，在下一個(gè)十年中就會(huì)出現(xiàn)自動(dòng)化駕駛程度非常高的汽車(chē)?，F(xiàn)在，幾乎所有大型汽車(chē)生產(chǎn)商和信息技術(shù)公司都在盯著這一塊，他們對(duì)第四階段的自動(dòng)化技術(shù)（受限于特定環(huán)境，但不依賴(lài)人類(lèi)的完全自動(dòng)駕駛）投入了大量資源。如果在一些特定的場(chǎng)景中，必須使用自動(dòng)化汽車(chē)系統(tǒng)，那么第四階段技術(shù)的可行性是非常高的。比如在機(jī)場(chǎng)里，一些專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的自動(dòng)化載人軌道已經(jīng)應(yīng)用很多年了。

我們可以暢想，在未來(lái)十年間極有可能出現(xiàn)自動(dòng)泊車(chē)系統(tǒng)。它允許駕駛員在車(chē)場(chǎng)入口處下車(chē)，讓車(chē)自動(dòng)進(jìn)入裝備完善、不允許行人和非自動(dòng)化汽車(chē)進(jìn)入的場(chǎng)地。此時(shí)，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)會(huì)與遍布車(chē)庫(kù)的傳感器通訊，找出可停放地點(diǎn)，并自動(dòng)導(dǎo)航到目的地?？梢韵胂螅捎跊](méi)有開(kāi)關(guān)車(chē)門(mén)的需求，車(chē)位兩邊的空間也可以比現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)更窄，這就能留出更多的空間，容納更多車(chē)輛。

在城市中的人行區(qū)、商業(yè)區(qū)、大學(xué)校園和其他不允許高速車(chē)輛通過(guò)的地方，低速的無(wú)人駕駛客車(chē)也很適用。這些環(huán)境中，性能有限的傳感器也能有效探測(cè)行人和騎自行車(chē)的人。如果傳感器探測(cè)到假陽(yáng)性，在不必要的情況下選擇了剎車(chē)，頂多使車(chē)上的乘客感到不愉快，不會(huì)傷害其他人。2014年，歐盟委員會(huì)推出的城市出行計(jì)劃（CityMobil2）中就一直在展示這類(lèi)技術(shù)，近期，計(jì)劃展示的內(nèi)容又更新了一次。

把公交專(zhuān)用道和卡車(chē)專(zhuān)用車(chē)道與其他車(chē)道分開(kāi)，就能很快使商用的自動(dòng)駕駛車(chē)輛上路。按這種計(jì)劃運(yùn)行，就能讓自動(dòng)化駕駛的可行性得到明顯提升。人車(chē)分離的方式能極大簡(jiǎn)化危險(xiǎn)探測(cè)和反應(yīng)系統(tǒng)，無(wú)人駕駛的卡車(chē)和巴士就能夠形成節(jié)能車(chē)隊(duì)，跟隨領(lǐng)頭的人類(lèi)駕駛汽車(chē)行駛。全球有大量研究人員都測(cè)試過(guò)巴士和卡車(chē)車(chē)隊(duì)自動(dòng)化駕駛系統(tǒng)，其中包括加利福尼亞大學(xué)伯克利分校的加利福尼亞高級(jí)交通技術(shù)聯(lián)盟項(xiàng)目、日本的能源智能交通系統(tǒng)項(xiàng)目、歐洲的Konvoi和安全道路列車(chē)項(xiàng)目（SARTRE）。

當(dāng)我們期待下一個(gè)十年時(shí)，第四階段的自動(dòng)化高速公路系統(tǒng)很有可能會(huì)廣泛使用，它能為個(gè)人用戶(hù)提供直接服務(wù)，允許汽車(chē)在指定的高速路段自動(dòng)行駛。這套系統(tǒng)中，車(chē)輛還包含了冗余的部件和子系統(tǒng)，即使在出錯(cuò)時(shí)，也能自己能“跛腳回家”，不需人類(lèi)操心。當(dāng)然，這種行駛方式一般需要限制在晴天，車(chē)道上詳細(xì)標(biāo)明了各種指引標(biāo)志。當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，車(chē)輛還可以自動(dòng)駛?cè)脒@些路段上設(shè)置的“安全港”?，F(xiàn)在，大量汽車(chē)生產(chǎn)商都在努力開(kāi)發(fā)這類(lèi)系統(tǒng)，明年，沃爾沃將在瑞典哥德堡推行一項(xiàng)實(shí)地測(cè)試，到時(shí)候，100輛樣車(chē)將在公路上測(cè)試自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的真實(shí)性能。

這些場(chǎng)景可能不像擁有私人電子駕駛員那樣未來(lái)感十足，但是，這些技術(shù)一定能實(shí)現(xiàn)，甚至很快就能實(shí)現(xiàn)。