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無人駕駛汽車駛向何方

  • 發佈時間: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路控制,精確並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,穿梭于錯綜複雜的公路上,如同迪士尼樂園中尖叫聲疊起的各式過山車。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年情人節這天,當一輛谷歌無人駕駛汽車試圖變道併入緩慢移動的車流時,一名大巴司機並沒有減速留出空間,導致兩輛車發生輕微碰撞。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後車發射無線電波來控制前車的方向盤、離合器、制動器等部件。雖然這種駕駛方式並不安全,也不完美,經常會把無線電波發送到其他接收器上,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,展示他們對於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,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慧實驗室周圍成功試行,成為第一輛由電腦控制的自動車輛,斯坦福車為美國製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製出全功能無人駕駛汽車Navlab1,並首次將攜帶型電腦配置於車上。

  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”科研項目中。這項名為“大挑戰”的汽車拉力賽旨在促進自動化車輛的研發,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”。隨後,無人駕駛汽車發展成為兩大陣營:賓士、寶馬等傳統的汽車製造企業側重於駕駛輔助系統的開發;谷歌、蘋果等高科技企業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製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製成功。世界上最先進的無人駕駛汽車已經測試行駛近50萬公里,其中最後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明專利超過22000件,在此過程中,部分企業已嶄露頭角,成為該領域的行業領導者。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,但仍處於測試階段。

  該項目由谷歌街景的共同發明人塞巴斯蒂安·特龍領銜推動。其間有媒體報道説,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的九曲花街。這些車輛採用智慧軟體和感應設備,包括錄影機、雷達感應器和鐳射設備等,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米範圍內的環境,車後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,並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了第一張闔法車牌。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慧汽車,也可以稱之為輪式移動機器人,主要通過車載傳感系統感知道路環境,自動規劃行車路線並控制車輛到達預定目的地。它是利用車載感測器來感知車輛周圍環境,並根據感知所獲得的道路、車輛位置和障礙物資訊,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、人工智慧、視覺計算等眾多技術于一體,是電腦科學、模式識別和智慧控制技術高度發展的産物,也是衡量一個國家科研實力和工業水準的一個重要標誌,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,無人駕駛汽車屬於機器人學範疇,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,並且無人駕駛汽車的司機是自駕系統,而不是車主本人。截至目前,美國已有內華達州、加州、密歇根州和佛羅裏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,並且必須有人在駕駛位防止意外事件發生。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。

  出於對市場的“未雨綢繆”,不少汽車製造大鱷如通用汽車、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,可見無人駕駛汽車市場前景相當誘人。有媒體消息稱,汽車製造商福特、日産和特斯拉,已經宣佈計劃在未來的幾年裏推出自動駕駛汽車,並且很有可能率先在豪華車型上進行嘗試。媒體消息稱,2015年,特斯拉汽車發佈自動駕駛功能,谷歌公司已有100輛無人駕駛汽車上路測試。有些發達國家也為無人駕駛汽車提供法律支援。英國是歐洲最先批准無人駕駛汽車路測的國家,目前不需要獲得額外批准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或全自動駕駛系統的車輛行駛。

  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汽車的種種優勢,這將為該産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;由於無人駕駛汽車在加速、制動以及變速等方面都進行了優化,它們有助於提高燃油效率、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。

  那麼,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”)發佈了關於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。中國汽車工業諮詢發展公司首席分析師賈新光説,就像新能源汽車在市場逐漸擴大規模一樣,多個國家都在“試水”無人駕駛汽車。雖然現在的智慧交通系統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汽車行業“涅槃重生”、網際網路企業轉型升級的方向。未來,“無人駕駛﹢新能源﹢網際網路”將顛覆原有産業格局,創造一個智慧化、新能源化的新産業王國。

  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“智慧時代”,而無人駕駛汽車能否革命性地顛覆傳統汽車行業,能否像智慧手機一樣成為移動智慧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“人工智慧”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”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製造商裹足不前。業內人士稱,雖然谷歌的無人駕駛汽車項目取得了長足發展,但其每輛30多萬美元的造價卻讓人望而卻步。

  此外,無人駕駛汽車的運作是基於對電腦系統的高度依賴,電腦安全性問題也是一大隱患。一旦車載電腦系統受到病毒侵入或者遠端控制,後果不堪設想,輕則發生交通事故、車毀人亡,重則是整個交通系統的癱瘓和整個社會的混亂。

  最後,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,人的智商與人工智慧不可同日而語。普通民眾仍對無人駕駛技術持深度懷疑,他們不願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?有媒體報道説,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。雖然美國有4個州通過了相關的法律法規,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並持有駕照,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以支援自動駕駛展開討論。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協調論壇”上,制定自動駕駛系統安全法規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完善國內相關法律。

  (本報駐華盛頓記者 王傳軍)

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