大數(shù)據(jù)（ID：hzdashuju）在長假期間

將推送6篇入門級科普，包括：

數(shù)據(jù)與隱私?|?自動駕駛 |?AI與就業(yè)

黃金比例 |?量子計算機?|?數(shù)據(jù)科學(xué)職業(yè)

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導(dǎo)讀：?自動駕駛是一個美麗的夢想，因為它會帶來一場前所未有的智能交通革命。而自動駕駛，又何其艱難。

在自動駕駛領(lǐng)域內(nèi)，一場前所未有的收購大潮掀起。科技巨頭和汽車大鱷爭先恐后下注，宛如一場世紀(jì)豪賭。

有樂觀預(yù)測，到2020年自動駕駛或智能輔助駕駛的汽車將達(dá)1億臺，而到2025年，自動駕駛汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)模將超萬億美元。全球汽車保有量超過10億臺，是AI技術(shù)最大的應(yīng)用場景，自動駕駛汽車，是人類的偉大夢想。

作者：陳宗周

本文摘編自《AI傳奇：人工智能通俗史》，如需轉(zhuǎn)載請聯(lián)系我們

01 自動駕駛概念與無人車歷史

自動駕駛涉及到到無人車，無人車和無人機一樣，也是屬于AI領(lǐng)域的一大類移動機器人。自動駕駛和無人車的相關(guān)概念非常混亂，智能駕駛、自動駕駛、無人駕駛這些名詞常常糾纏在一起。

國際汽車工程師協(xié)會（SAE International，前身為汽車工程師協(xié)會）定義了自動駕駛從0級到5級的6個級別。分別為無自動化駕駛、輔助駕駛、部分自動化駕駛、有條件自動化駕駛、高度自動化駕駛、全自動化駕駛，6個級別一般簡稱為L0-L5級。

• L1到L3級雖然也可以稱為智能駕駛，卻需要人來處理行駛過程中的情況，不是完全意義上的自動駕駛，更不能稱為無人駕駛。

• L4級智能駕駛中，汽車可自行處理所有行駛相關(guān)任務(wù)，但嚴(yán)格限定在封閉停車場或高速專用車道等特定場景，這時可以說是自動駕駛，或者說特定場景的無人駕駛。

• L5級是完全自動化的汽車，才可以稱為無人駕駛，無人駕駛汽車即無人車。由此可見，智能駕駛概念涵蓋很寬，自動駕駛標(biāo)準(zhǔn)很高，而無人駕駛標(biāo)準(zhǔn)最高，是頂級目標(biāo)。
  

雖然無人駕駛車有如此高的標(biāo)準(zhǔn)要求，但無人車的研究歷史卻非常久遠(yuǎn)。1921年在無線電雜志中就報道過無線電遙控車輛。在第二次世界大戰(zhàn)中，蘇聯(lián)的無線電遙控坦克曾投入對芬蘭和德國的實戰(zhàn)。而英國和德國在二戰(zhàn)中同樣開發(fā)過無線電遙控坦克和其他無人車輛。

上世紀(jì)60年代，美國國防部高級研究計劃局（DARPA）資助的AI項目中，就有移動機器人Shakey，目標(biāo)是自主或半自主機器人。Shakey是一個有輪子的平臺，裝有電視攝像機、傳感器和計算機來完成導(dǎo)航等任務(wù)，在當(dāng)時已經(jīng)是很先進的無人車了。

在20世紀(jì)，全球無人車研究項目都主要用于軍事，DARPA一直在大規(guī)模資助自主陸地車輛（ALV ，即AutonomousLandVehicle）的研究。

02 伊拉克戰(zhàn)場引發(fā)的無人車挑戰(zhàn)賽

進入21世紀(jì)，發(fā)生了一件對無人駕駛車輛發(fā)展起了很大促進作用的大事，讓無人車研究迅速從軍用擴展到民用。那些年，許多駐伊拉克美軍士兵死于路邊炸彈，軍方對使用智能無人車的需求越來越迫切。

而直到2002年，由軍方資助的無人車研制項目已進行了十多年，卻只造出幾臺又笨又慢的樣車，令人大失所望。

于是在這一年， DARPA決定另辟蹊徑，舉辦一項獎金為100萬美元的公開競賽，吸引更多的團隊投入研究。2003年2月，DARPA局長安東尼·泰瑟爾（Anthony? Tether）高調(diào)宣布，將于2004年3月在內(nèi)華達(dá)州莫哈維沙漠舉行首屆智能車挑戰(zhàn)大賽(Grand Challenge)。比賽如期舉行，卻沒有一輛智能車跑完全程。

第二年情況大變。DARPA把2005年第二屆挑戰(zhàn)賽獎金翻番，提升到200萬美元。重賞之下必有勇夫，這一年有五輛無人車跑完全程，斯坦福大學(xué)的斯坦利（Stanley）無人車奪得桂冠，研發(fā)負(fù)責(zé)人和領(lǐng)隊是該校AI實驗室主任塞巴斯蒂安·特隆（Sebastian Thrun）。

這位硅谷傳奇人物，是德國出生、高中時代就自己編制魔方程序的天才，他與許多著名機器人有關(guān)。

1997年他開發(fā)的世界上第一個機器人導(dǎo)游，出現(xiàn)在波恩的德意志博物館。而1998年，他的另一臺機器人導(dǎo)游“米勒娃”，又在華盛頓的史密森國家歷史博物館迎賓。2002年，他的護理機器人在匹茲堡附近的療養(yǎng)院里服務(wù)。由于在AI和機器人領(lǐng)域成就顯著，他39歲就當(dāng)選美國工程院院士。

競賽結(jié)束后，斯坦利無人車也被送到史密森國家歷史博物館，這次是在“路上的機器人”永久展區(qū)的中心位置展出，以紀(jì)念它翻開了自動駕駛歷史新的一頁。

這場競賽的結(jié)果意義重大。泰瑟爾指出，智能車挑戰(zhàn)賽不僅在于打造出軍方可馬上投入批量生產(chǎn)的智能車，還要激勵眾多工程設(shè)計高手對智能車開發(fā)過程中遇到的一系列難題進行攻關(guān)研究。

他還說，我們要做的事情，是讓那些以技術(shù)為由否定智能車可行性的種種說法不攻自破。今后，讓人再也不敢說這是做不到的。

03 民用研究趁勢而上

泰瑟爾是對的，智能無人車開放性研究不但加速了軍用無人車發(fā)展進程，還促進相關(guān)技術(shù)大步走向民用。特隆聲稱：“這個領(lǐng)域的發(fā)展?jié)摿@人。自控車輛的重要意義將不亞于互聯(lián)網(wǎng)。” 特隆后來身體力行，加入谷歌公司領(lǐng)導(dǎo)無人車研發(fā)團隊。

競賽提供的212.4公里賽道，有急彎、隧道、路口，還有山路，具有很強的實用性。而競賽中無人車使用的高精度差分GPS、激光傳感器、立體攝像、環(huán)境感知視覺系統(tǒng)等裝備與技術(shù)，都是無人車民用進一步研發(fā)的技術(shù)基礎(chǔ)。沿這樣的方向，無人車快速從軍用走向民用。

谷歌公司動作很快，2009年靜悄悄地啟動了自動駕駛項目，研發(fā)團隊領(lǐng)軍人物正是塞巴斯蒂安·特隆。在他的領(lǐng)導(dǎo)下，項目進展順利，到2010年，谷歌的自動車已經(jīng)經(jīng)過了14萬英里的測試。

2012年4月，谷歌公布了自己的自動車，命名為10100 ，這正是google這個單詞的詞源。 2012年5月，在美國內(nèi)華達(dá)州允許自動車上路3個月后，谷歌的自動車得到合法車牌，為了警示，自動車車牌為紅色。2014年12月，谷歌宣布完成了第一輛無人車原型，和以前用現(xiàn)有汽車改裝不同，這是一輛從設(shè)計到制造都從無人駕駛出發(fā)的全功能無人車。

谷歌無人車起步很早，但商業(yè)化進程卻非常緩慢，2016年12月無人駕駛部門才獨立，建立名為Waymo的子公司。

而到今天，谷歌的無人車已經(jīng)測試了超過百萬英里，但卻一直有人在車上跟隨，隨時準(zhǔn)備有異常情況時接管汽車駕駛。這實際上還處于SAE自動駕駛分級的L3級，即有條件自動化駕駛，嚴(yán)格說來還不算無人車。即便這樣，2016年谷歌的無人車在公司附近的山景城還是發(fā)生了一起與貨車相撞的事故，給谷歌無人車前景蒙上陰影。

谷歌公司僅僅是無人車的積極推進者之一，自動駕駛的風(fēng)潮早已席卷全球。2017年5月17日，美國著名風(fēng)投數(shù)據(jù)公司CB Insights發(fā)布了最新的自動駕駛企業(yè)名單，正在開發(fā)上路自動駕駛汽車技術(shù)的有影響企業(yè)，由2015年的25家、2016年的33家，增加到2017年的44家。

這份名單中，既有谷歌、微軟、蘋果、百度、華為、三星、英偉達(dá)、英特爾等知名IT企業(yè)；更有豐田、大眾、通用、福特、寶馬、奔馳、奧迪、日產(chǎn)、本田、沃爾沃等汽車巨頭；還有優(yōu)步（Uber）、滴滴這樣新興的網(wǎng)約車服務(wù)公司。重要的零部件提供商、卡車和巴士廠商也都擠進這份自動駕駛企業(yè)名單。給人印象是該來的都來了，一個也不差，誰也不愿意錯過自動駕駛這塊巨大蛋糕。

豐田的態(tài)度最耐人尋味。2014年豐田曾經(jīng)聲明，因為安全理由不會開發(fā)無人駕駛汽車。話音剛落不久，一年后的2015年，豐田迅速轉(zhuǎn)向，宣布在無人駕駛研究上投入10億美元預(yù)算。豐田怎么敢錯過這場世紀(jì)盛宴？

傳統(tǒng)汽車巨頭們相對比較謹(jǐn)慎務(wù)實，都把無人駕駛汽車的上路時間放在2020年以后。

04 狂人馬斯克來了

在自動駕駛商用上一馬當(dāng)先的，是特斯拉這樣的汽車行業(yè)新秀。硅谷狂人伊隆·馬斯克（Elon Musk）締造的純電動汽車生產(chǎn)商特斯拉，盡管是汽車行業(yè)的后來者，2008年才推出第一款純電動車，但卻一登臺就引領(lǐng)風(fēng)潮。

馬斯克是一位敢想敢干的創(chuàng)業(yè)家，甚至說是一位狂人，他敢于大膽夢想并一步步實現(xiàn)夢想。他給自己設(shè)定的目標(biāo)是2017年底研發(fā)出能夠從洛杉磯自動行駛到紐約的無人駕駛汽車。

事實上，特斯拉的自動駕駛輔助系統(tǒng)Autopilot從2015年已投入商用，到現(xiàn)在已經(jīng)裝備在十幾萬特斯拉電動車上，很快會擴展到數(shù)十萬輛，計劃裝入每一臺特斯拉新車中。Autopilot的意思是自動駕駛儀。特斯拉激進地把自動駕駛輔助系統(tǒng)命名為Autopilot，吃了不小苦頭。

2016年5月7日，美國佛羅里達(dá)州的前海豹突擊隊隊員約書亞·布朗（Joshua Brown）駕駛特斯拉Model S電動車，超速撞向垂直橫穿高速的白色拖掛卡車，當(dāng)即死亡。

當(dāng)時，汽車正處于Autopilot自動駕駛模式。由于布朗先生是名人，又上傳視頻大力宣傳過Autopilot系統(tǒng)，這次奪命事故引起很大關(guān)注。雖然最后交通安全管理部門認(rèn)定主要責(zé)任是駕駛員，但Autopilot的安全性引起廣泛質(zhì)疑。

使用特斯拉Autopilot車毀人亡的惡性事故其實更早在中國發(fā)生，2016年1月20日在京港澳高速河北邯鄲段，特斯拉Model S撞上正在作業(yè)的道路清掃車，交警判定死者高雅寧負(fù)事故主要責(zé)任，當(dāng)時汽車也處于Autopilot自動駕駛模式，駕駛員同樣放棄了對汽車的操控。死者家屬起訴特斯拉索賠1萬元，理由是特斯拉營銷過程中存在誤導(dǎo)。

這次事故2016年9月14日由央視曝光后，特斯拉中國官網(wǎng)上刪除了“自動駕駛”、“無人駕駛”等用詞，改稱“Autopilot 自動輔助駕駛”。

對特斯拉汽車一系列事故的分析發(fā)現(xiàn)，事故的主要責(zé)任人都在駕駛員。但特斯拉對Autopilot的介紹與宣傳，客觀上放任駕駛員在使用Autopilot時雙手離開方向盤，把汽車完全交由Autopilot操控，使得發(fā)生意外情況時駕駛員也不及時接管。

現(xiàn)在特斯拉對Autopilot軟件進行了重大調(diào)整，即使在自動駕駛模式下，駕駛員也需要雙手緊握方向盤。當(dāng)駕駛員的雙手離開方向盤幾秒鐘后，系統(tǒng)便會自動報警；如果警告被忽視的話，Autopilot將自動退出，只有汽車熄火重啟后，系統(tǒng)才能重新被激活。

讓駕駛員徹底解放雙手，在今天看來還很遙遠(yuǎn)。

馬斯克仍然堅持認(rèn)為現(xiàn)有技術(shù)完全滿足無人駕駛要求，2019年可以實現(xiàn)完全自動駕駛，10-15年內(nèi)，大部分正在使用的轎車、卡車都會被自動駕駛車替換。但是，他的這些預(yù)言，需要經(jīng)過未來實踐考驗。

05 不同的聲音——無人駕駛還需60年

與馬斯克的樂觀預(yù)言相比，認(rèn)為無人駕駛還需走過漫漫長路的也大有人在，史蒂文·施多福 （Steven E Shladover）就是一位。《環(huán)球科學(xué)》雜志曾經(jīng)在2015年刊載過這位麻省理工學(xué)院博士、智能交通專家的文章《無人駕駛還需60年》，他對無人駕駛的未來持非常謹(jǐn)慎的態(tài)度。

他預(yù)言，要達(dá)到SAE的L5級標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)全工況條件下的完全自主無人駕駛，要等到2075年，即使提前，也不會太早。

這樣的預(yù)言，可能為滾燙的自動駕駛熱潮澆下一桶冰水，但同樣值得認(rèn)真思考。在AI領(lǐng)域中，無人車涉及的技術(shù)要比無人機復(fù)雜很多。

僅以軟件來說，在開發(fā)新型商用或軍用飛機時，軟件開發(fā)和調(diào)試驗證，要占去很大一部分費用。但是，飛機上使用的軟件卻遠(yuǎn)不如汽車自動駕駛系統(tǒng)那么復(fù)雜。

設(shè)計飛機自動駕駛系統(tǒng)時，不需要特別考慮飛行過程中，附近飛機的精確速度和位置，因為距離太遠(yuǎn)，總有足夠的時間作出反應(yīng)。飛機在飛行中，系統(tǒng)常常可以在指令下達(dá)數(shù)十秒后才制定出適宜的執(zhí)行方案。

而無人駕駛的汽車，行駛路途中前后都有很多車輛，可能出現(xiàn)突然闖入視野的障礙物，隨時面臨突發(fā)情況。

任何情況下，汽車的自動駕駛系統(tǒng)都需要在幾微秒之內(nèi)做出決策，與飛機上使用的系統(tǒng)相比，汽車自動駕駛系統(tǒng)復(fù)雜度高幾個數(shù)量級。而且，汽車自動駕駛系統(tǒng)軟件的安全性，同樣需要長時間驗證。

自動駕駛汽車的數(shù)據(jù)采集和處理，也是一項挑戰(zhàn)性的工作。自動駕駛汽車配置大量的傳感器。除了感知車況如水溫、燃油、發(fā)動機參數(shù)、速度等傳統(tǒng)傳感器，還有感知周圍環(huán)境的攝像頭、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、超聲波雷達(dá)等，用來探測道路邊界和車道標(biāo)線、識別交通標(biāo)志和紅綠燈，探測和識別遠(yuǎn)近障礙物和行人；有感知位置的陀螺儀、GPS等，來精確定位和判斷行駛路線，進行正確導(dǎo)航；還有車內(nèi)人機交互的語音感知和識別設(shè)備等等。

如果到了無人駕駛階段，這些傳感器采集的數(shù)據(jù)有多大呢？大數(shù)據(jù)分析師馮·里吉門納姆(van Rijmenam)指出，無人駕駛汽車上的大量傳感器，每秒鐘可生成1GB的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)中很多都需要實時處理，以保證行駛安全。

這對無人車的處理硬件和算法都提出很高要求，處理功能強大的高智能深度學(xué)習(xí)芯片和各種復(fù)雜的算法已經(jīng)開始應(yīng)用在自動和無人駕駛汽車中。一臺無人車，可以看成是一套高度復(fù)雜、集AI技術(shù)大成的移動智能系統(tǒng)。

無人駕駛涉及的問題遠(yuǎn)不止這些，交通基礎(chǔ)設(shè)施的智能化；以及相關(guān)法律的健全和完善、管理制度的進步、人們觀念和認(rèn)識變化等等非技術(shù)層面的社會因素，這些，都會決定無人駕駛進程的快慢。

現(xiàn)在的自動駕駛風(fēng)潮，必將很快會帶來汽車行業(yè)一輪脫胎換骨的智能升級，但完全自主的無人駕駛，還在遠(yuǎn)方。

06 無人車暢想曲

自動駕駛是一個美麗的夢想，它將發(fā)動一場前所未有的智能交通革命。今天困擾人類的交通傷害、道路擁堵、能源浪費、環(huán)境污染等棘手問題，都可能因為自動駕駛迎刃而解。

自動駕駛夢想的實現(xiàn)雖然十分艱難，但正在循序漸進地一步步前行。在這一歷程中，AI扮演越來越重要的角色， AI研究方面基礎(chǔ)深厚的IT科技巨頭們紛紛進入自動駕駛領(lǐng)域，原因就在于此。

暢想一下未來吧：在任何地方，無人出租車會在需要時自動來到身邊；無人卡車排著隊自動運輸貨物；車庫和停車場會減少，因為無人車會自動精確泊車，不需要在停車位開門上下客人，車位面積會縮小；甚至汽車也會減少，因為無人車會不知疲倦地日夜自動行駛，汽車的利用率和共享程度會大幅提高……

那一天會有多遠(yuǎn)？也許，AI能夠回答。?

關(guān)于作者：陳宗周，科學(xué)作家。他的《WPS之謎》《軟件輝煌》《PC機十年》《跨越電腦時空》《新工業(yè)革命》《愛因斯坦投下的石子》等作品或?qū)谟休^大影響。他也是《電腦報》《知識經(jīng)濟》《環(huán)球科學(xué)》、天極網(wǎng)等多家知名科技媒體創(chuàng)辦人，現(xiàn)任《環(huán)球科學(xué)》雜志總編。?

本文摘編自《AI傳奇：人工智能通俗史》，經(jīng)出版方授權(quán)發(fā)布。

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