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無人駕駛,擁有怎樣的過去和未來?
來源:互聯網   發布日期:2020-07-08 07:28   瀏覽:315次  值班編輯QQ:點擊這里給我發消息

6月30日,北京市發布通告,開放海淀區49條道路作為自動駕駛車輛測試道路,合計195.9公里。至此,北京市開放自動駕駛車輛測試道路累計達到200條,總長度699.58公里。與此同時,消息顯示,截至2020年5月31日,北京市自動駕駛安全測試里程超過145萬公里,測試里程全國領先。目前,除北京、上海外,全國開放自動駕駛道路測試的城市中,已開放載人測試許可的城市還有廣州、長沙、武漢和滄州。

自動駕駛時代的到來勢不可擋。顯然,自動駕駛有望作出自智能手機問世以來,對我們生活方式最具革命性的改變。在通用汽車公司前副總裁勞倫斯伯恩斯和作家克里斯托弗舒爾根合著的《自動時代:無人駕駛重塑世界》一書中,兩位作者講述了近十年來,引領這場變革的創新者的非凡故事,故事從2004年的一場穿越莫哈韋沙漠的越野機器人百萬美元大獎賽開始,一直講述到如今開發自動駕駛技術的熱潮。

勞倫斯伯恩斯在 Autonomy 滑板底盤上“沖浪”。這張照片刊登在《汽車工業》雜志 2002 年 2 月號的封面上。(照片由通用汽車公司提供,來自《自動時代:無人駕駛重塑世界》)

汽車是由卡爾本茨在1885年發明的,亨利福特在20世紀初使之普及,此后汽車在美國、歐洲、日本等發達國家的個人出行中逐漸占據主導地位。到2010年,地球上已有超過10億輛小汽車和卡車。這些車輛為有能力擁有和駕駛汽車的人提供了前所未有的行動自由。然而,這種自由也帶來了慘重的社會代價:每年有120萬人因交通事故喪生,汽車使用的能源有95%依賴石油,寶貴的土地被用于修建道路和停車,車輛是空氣污染和溫室氣體排放的主要來源。

在一個多世紀的時間里,汽車的基本設計“ DNA”幾乎沒有改變。同本茨和福特那個時候一樣,2010年的汽車仍然主要是內燃機動力,以石油作為能源,通過機械控制,由人類駕駛。100多年來的商業模式也一直是將汽車作為產品銷售給個人消費者。而這種模式顯然是不可持續的。對此,勞倫斯伯恩斯認為,我們必須重新“發明”汽車,開啟以自動駕駛電動汽車為基礎的交通新時代。

在自動時代,新技術將如何影響我們的生活?如何消除駕駛、停車和加油方面的麻煩,甚至消除大量的道路交通事故?特斯拉首席執行官埃隆馬斯克對自動時代的到來抱以極為樂觀的期望:“我對無人駕駛技術發展前景和我們共同構建未來的能力非常樂觀。”百度總裁李彥宏也表達了類似的觀點:“我覺得隨著時間的推移,人們會認識到自動駕駛其實是比人類駕駛更安全的。”當然,我們也需要認識到,汽車時代的創新仍處于萌芽階段,沒有人確切知道未來將如何發展。

“我們正處于一場技術革命的邊緣,這場革命有望從根本上改變我們與世界的互動方式。”勞倫斯伯恩斯認為,“今天,自動駕駛電動汽車對中國來說將是巨大的機遇。中國有很多個人口超百萬的城市,國民生產總值接近15萬億美元

(占全世界生產總值的22%)

,因此中國必須在個人交通和貨物運輸方面走在創新的前沿。也的確如此。中國目前在電動汽車銷售方面處于世界領先地位。中國政府高度重視并強調無人駕駛汽車的研發。而且,中國人非常愿意嘗試新的技術和新的生活方式,手機支付在中國的普及就證明了這一點。”因此,勞倫斯伯恩斯得出結論,“中國汽車市場的前景非常廣闊。”

國產紀錄片《汽車百年2》 (2016)畫面。

以下內容節選自《自動時代:無人駕駛重塑世界》,由出版社授權刊發。

原文作者丨[美]勞倫斯伯恩斯 [加]克里斯托弗舒爾根

整合丨何安安

《自動時代:無人駕駛重塑世界》,[美]勞倫斯伯恩斯、[加]克里斯托弗舒爾根著,唐璐、謝煒燁譯,湖南科學技術出版社2020年6月版。

在不遠的將來,我們大多數人將不再需要擁有或駕駛汽車

我們的生活方式正在改變。汽車出現130多年以后,我們再次面臨交通方式的重大變革。20世紀,占主導地位的出行方式是由人類駕駛的燃油汽車,這些車大部分由私人擁有。而現在我們正在轉向由無人駕駛電動車輛提供出行服務,按行程或租約計費。

這意味著什么呢?在不遠的將來,我們大多數人將不再需要擁有或駕駛汽車,而是依靠安全便捷的自動駕駛車輛提供服務,前往想去的地方。出行服務公司將提供全方位的交通服務,我們不用再操心停車、清潔、保養和充電。擁有汽車給我們帶來的各種麻煩都將消失。我們不再需要買車、按揭和投保,也不再需要花時間開車、停車或加油。交通也不會再令人頭痛。我們可以選擇乘坐為公眾提供服務的共享車輛;也可以選擇支付更多費用,擁有專屬的自動駕駛“服務員”,不僅可以在我們需要的時候提供門到門服務,還可以派出去跑腿或接送家人朋友。

只需點一下手機,就可以召車。召來的車輛沒有方向盤、油門和剎車踏板,大部分都是舒適的兩座電動汽車,因為通常我們都是一人或兩人一起出行。所有這些都將大大縮減我們的交通成本。

這里講述的是即將到來的這場變革的來龍去脈。這場變革將用最新的技術和模式解決交通問題。我們并不經常認為交通是個問題,但它的確成問題。每天,當我們想去某個地方,都要想一下該怎么去。人類想出了各種解決方案。一個多世紀以來,北美地區主要的解決方案一直是由人類駕駛的燃油私家車。然而這種方案帶來了無窮的問題。

如今,在美國有2.12億人持有駕照,擁有2.52億輛小汽車,每年行駛5萬億千米,消耗燃油超過7000億升。小汽車和卡車的二氧化碳排放量占美國溫室氣體排放量的20%。我們每年開車的里程不斷增長,從1990年到2016年增加了約50%。

從左到右:埃里克施密特、拉里佩奇和謝爾蓋布林體驗谷歌的自動駕駛普銳斯。這 3 人于 2009 年招攬了這一領域極為優秀的機器人工程人才,開始了被稱為車的谷歌自動駕駛項目,從而加快了自主汽車的發展。(照片由慧摩提供,來自《自動時代:無人駕駛重塑世界》)

在這樣的氛圍下,大多數成年人都認為擁有一輛車是融入現代社會的必備條件。然而在美國,汽車有95%的時間都被閑置。

不僅如此,這些車的能效還非常低,F在美國銷售的汽車超過95%是燃油車。而汽車加的燃油只有不到30%的能量是用于驅動汽車,還有少量能量被用來給車燈、收音機和空調等設備供電,其余的能量都變成熱和噪聲浪費掉了。常規小汽車大約為1400千克,而人體約為70千克,所以驅動汽車的能量只有約5%是用于運送乘客,僅占燃油總能量的1.5%。

能效如此低是因為我們購買的汽車的設計性能遠超我們大部分時候的需求,谷歌自動駕駛項目慧摩

(Waymo)

首席執行官約翰克拉菲克稱之為“偶爾的使用需求”。在美國,85%的人出行是坐汽車,平均載客率每車1.7人,上下班時的載客率更是低至1.1人。城區的平均車速低至每小時20千米。然而,我們使用的轎車、皮卡和越野車足以容納至少5名成人,而且動力強勁,大多數車輛能以180千米甚至更高的時速行駛?死瓶俗⒁獾,“行駛在路上的汽車配置完全是亂來”。

這些過度設計的汽車很危險,因為它們很重。世界衛生組織估計,全世界每年有130萬人因車禍喪生。2016年美國有37461人因車禍喪生,這使得意外傷害成為美國人過早死亡的首要原因。

你的車只有5%的時間在使用,這意味著其余95%的時間你必須找一個地方停車。因此你家里需要騰出很大一塊地方用作車庫

(和車道)

,你工作的地方也必須為你的車預留空間。你常去的購物中心、醫院、你最喜愛的球隊的體育嘗街道兩旁也是一樣,這個清單還可以繼續列下去。因此,我們的城市需要將大量寶貴的土地用于鋪路,建造瀝青熱島,造成城市氣溫升高,并可能加劇氣候變化。

正因如此,摩根士丹利金融分析師亞當喬納斯稱汽車為“世界上利用率最低的資產”,汽車業務為“地球上最應該停止的業務”。這也是為什么普利策獲獎記者愛德華休姆斯說“幾乎從任何可以想到的方面來看,目前對汽車的配置和使用都是瘋狂的”。

我非常同意。謝天謝地,我們已經進入了一個讓我們走向更健康的交通解決方案的階段 這是幾十年甚至幾個世紀以來罕見的能給生活方式帶來改善的轉變之一。這種轉變之所以會發生,是因為它能讓人們更高效便捷地出行。令人高興的是,這個解決方案對地球也更友好。這場巨變的許多重要參與者都曾經歷過對汽車及交通系統的失望時刻,從而改變了他們努力的方向。例如谷歌的聯合創始人拉里佩奇,他在密歇根大學讀書時沒有車。

佩奇1991—1995年在密歇根大學求學,獲得計算機工程學士學位。他們家與這里很有淵源,他的祖父在附近的通用汽車弗林特雪佛蘭工廠上班,他閑暇時會開車帶佩奇的父親和姑媽到密歇根大學安娜堡校區玩耍,并鼓勵孩子們以后去那里求學。后來兩人都就讀于這所學校,佩奇的父親還在那里遇到了佩奇的母親。因此,佩奇幾乎注定會讀密歇根大學。

安娜堡的春天、夏天和秋天都很宜人,樹木蔥郁,山丘起伏,人們在校園里騎自行車或慢跑,這里的主色調是綠色的樹林和黃色的玉米,這也是學校的標志色。

但是到了冬季,在戶外會很難熬。12月至翌年3月,很少有人騎自行車出行,因為密歇根的冬天很冷。校園地處內陸,附近沒有能儲存熱量的大片水域。晚上5點就天黑了,寒冷難耐。在初冬的時候,人行道上會有積雪和泥漿,到1、2月份,積雪和泥漿會凍成堅硬的黑冰。

安娜堡的另一個特點是交通很糟糕,夏天就很糟糕了。到了冬天,道路兩旁凍得硬邦邦的雪堆使得本來就擁堵的道路變得更窄,堵車和停車問題愈加嚴重。沒車的人只能坐公交車,公交車從不準點,有時候甚至壓根不來。

佩奇上完下午的工程課后,會走到公共汽車站,凍得瑟瑟發抖地望著馬路盡頭,希望看到當地公交特有的車頭出現。當有車經過時,佩奇蜷縮在車站雨棚下,羨慕地看著司機坐在溫暖的車里,希望有車能載上他,但是車似乎永遠也不會來,這時他就想,這個社會解決交通問題的方式太糟糕了。

因此,佩奇開始著迷于尋找替代方案。在密歇根的冬天等公交車的那段漫長時間促使他構思了一種個人快速軌道交通的方案,這是一種單軌交通網絡,運行能坐兩人的豆莢車,可以將乘客快速送往想去的地方。挨凍的經歷也促使佩奇加入了密歇根大學的太陽能賽車隊 因為免費的太陽能也許能讓出行費用更加低廉。

這些經歷也使得佩奇在20世紀90年代末,在斯坦福大學攻讀研究生時曾考慮選擇自動駕駛作為研究課題,雖然他最終選擇的是后來改變了世界的搜索引擎研究,但這些經歷激發了佩奇對美國國防部高級研究項目局

(DARPA)

沙漠和城市挑戰賽的興趣,這項挑戰賽于2004年、2005年和2007年在加州舉行。這項比賽啟發了佩奇和他的合作伙伴謝爾蓋布林投資研發谷歌的自動駕駛項目

(即后來的慧摩)

,這個項目使全世界認識到,自動駕駛不僅是可能的,也是不可避免的,而且成為現實的速度要比許多人預期的快得多。

2017年10月14日,在卡內基梅隆大學主辦的慶祝DARPA城市挑戰賽10周年的活動中,展示了Hlghlander、博斯和沙暴。(照片由斯賓塞斯派克提供,來自《自動時代:無人駕駛重塑世界》)

我記得我對舊的解決方案最失望的時刻,當時我正在參加法蘭克福2001年國際汽車展。那時候我在通用汽車擔任主管研發和規劃的副總裁,也是為CEO里克瓦格納服務的13人戰略委員會成員,該委員會負責通用汽車的戰略決策。

那天我正準備回酒店,手機響了。是通用汽車安保部門打來的,這很不尋常。更不尋常的是那位安全官員似乎很緊張。他說電話里不便細說,請我回酒店后馬上去某間會議室。

我從未接過這樣的電話。當我走進會議室時,通用汽車戰略委員會的其他幾位成員也在,電視機開著。我在電視上看到世貿中心的一座塔樓著火了。幾分鐘后,一架大型客機撞擊了另一座塔樓。3天后我才從德國回到家。在那以后,我想了很多。有許多理論解釋襲擊為什么會發生,但不容忽視的一個因素是美國對中東石油的依賴。

我不禁感到汽車業對發生的事情負有一些責任。美國依賴外國石油,因為我們需要用它來為通用汽車生產的車輛提供動力。通用的產品給我們的客戶帶來了極大的自由。但是,捫心自問,為這種自由所付出的代價值不值?對我來說,“911”事件揭示了燃油車主導的汽車工業的現狀是不可持續的。身為通用汽車的研發主管,我應當為此做些什么。我認為我有責任加速開發現有交通系統的替代品。

此后,作為底特律汽車業的頂級高管,我開始為美國汽車交通系統的大規模改革搖旗吶喊。

(我記得,在底特律同樣也在呼吁關注這些問題的還有小威廉克萊福特。)

我在演講和文章中指出,石油依賴、安全問題、交通擁堵和全球變暖 只要我們改變汽車工業,這些問題都可以得到改善。我極力推動用電力驅動和計算機控制重新定義汽車的“設計DNA”,并用現在已廣為人知的通用汽車Autonomy概念車展示了這種可能性,該車在2002年底特律北美國際汽車展上首次亮相。

(Autonomy是基于一個類似滑板的平臺,類似于現在特斯拉的平臺。)

卡內基梅隆大學機器人學教授瑞德惠特克在接受托尼特瑟頒發的DARPA城市挑戰賽獎杯和200萬美元支票時滿臉笑容。(照片由卡內基梅隆大學提供,來自《自動時代:無人駕駛重塑世界》)

我還領導通用汽車開發了一系列基于氫燃料電池、先進電池技術和生物燃料的新能源動力系統,并安排通用汽車贊助卡內基梅隆大學

(CMU)

的格紋呢車隊,該車隊以雪佛蘭太浩車型為基礎開發的自動駕駛汽車贏得了DARPA城市挑戰賽。在通用汽車及其競爭對手努力應對2008—2009年的經濟衰退期間,我推動開發了一款可共享的自動駕駛電動概念車 通用EN-V,它展示了自動駕駛的未來。

我們正進入新的汽車時代

當時是汽車業最黑暗的時期,通用汽車和克萊斯勒破產,福特被抵押,勉強得以避免同樣的命運。與此同時,一些汽車業局外人開始用新的技術和商業模式挑戰底特律的主導地位。正是在這一時期,谷歌招攬了DARPA挑戰賽中最杰出的工程天才,啟動了自動駕駛項目。沒有歷史負擔的特斯拉在2008年推出了它的第一款車Roadster,鋰電池驅動,用優異的性能讓人信服了電動汽車的前景。接下來,充滿活力的優步和Ly等創業公司培育了龐大的共享出行市場,人們開始擺脫必須自己擁有汽車的觀念。當底特律在為生存而戰的時候,汽車行業的外來者憑借對數字技術的深刻理解、新的設計理念以及提供舒適交通體驗的熱情,正在撒播交通革命的種子。

布萊恩塞勒斯基是卡內基梅隆大學格紋呢車隊的軟件主管。他后來領導了谷歌自動駕駛汽車項目和慧摩的工程化,并創建了 Argo 人工智能。圖中的車輛是 2017 年 8 月的 Argo 原型。(照片由 Argo 人工智能提供,來自《自動時代:無人駕駛重塑世界》)

2009年通用汽車破產后不久,我離開通用汽車,去了哥倫比亞大學,在經濟學家杰夫薩克斯領導的地球研究所工作,研究可持續交通。在那里,我啟動的第一個項目是研究由共享、電動和自動駕駛這三個獨立又相關的因素改變的未來交通會有怎樣的經濟影響。雖然每個因素肯定都會帶來重大變化,但我更感興趣的是當它們融合到一起時會有怎樣的影響。數學建模專家比爾喬丹和我在2011年計算的結果表明,部署這樣一個集成系統僅在美國就可以節省4萬億美元的汽車交通成本 大約相當于整個聯邦政府的預算。更重要的是,我們的研究表明,在美國城市中,專為共享交通服務設計的無人駕駛電動汽車與傳統的汽車出行方式相比,費用和時間成本將降低至少80%

(從每英里1.50美元降低到每英里0.25美元)

,同時還更加安全便捷。

在我開始這項研究后不久,谷歌自動駕駛項目負責人塞巴斯蒂安特倫和工程主管克里斯厄姆森邀請我去擔任顧問,此后我擔任這個職務直到今天。這個項目現在改名為慧摩,是人類工程史上最激動人心的成就之一。2018年是我為這個項目提供咨詢的第八個年頭,有機會與塞巴斯蒂安、克里斯、安東尼萊萬多夫斯基、布萊恩塞勒斯基、麥克蒙特梅洛、德米特里多爾戈夫和亞當弗羅斯特以及慧摩首席執行官約翰克拉菲克等才華橫溢的人一起工作,我感到非常幸運。

2018年,慧摩實現了2009年團隊成立時的愿景 部署自動駕駛的共享電動汽車。從邁阿密舊金山再到紐約,大規模測試這種車輛的公司數量已達數十家。自動駕駛的電動車輛開始提供出行服務,這將成為自汽車發明以來汽車行業最大的變革。我們正進入新的汽車時代,這個時代將重新定義汽車帶來的自由,以更低的成本為更多的人提供更好的交通服務。這不僅會改變我們的生活方式,也會對汽車工業以及與其有關的一切帶來深遠的影響。

這項變革將改變我們的生活方式、出行方式以及商業模式。車禍將基本上消除,從而大大減少每年車禍致死的人數。長途卡車的運輸成本將降低約50%,生產率顯著提高,并有力地促進電子商務的增長。對以駕駛車輛為業的數百萬人和小企業主來說,這樣的前景令人沮喪。對汽車制造商來說則極具吸引力,他們的商業模式將從向數百萬不同的顧客銷售數百萬輛汽車轉變為在世界各地的人口密集地區運營大規模自動駕駛出租車隊。今天,大多數汽車公司銷售一輛車的平均利潤在1000美元到5000美元之間。相比之下,一輛提供出行服務的車,假設運營里程累計50萬千米,每千米僅賺0.06美元,每輛車的生命期將能獲得3萬美元的利潤。

(50萬千米是基于油電混合動力出租車的大致壽命。)

一些未來夢想家,他們怎樣去將夢想變成現實,以及這些夢想將如何重塑未來世界。由于他們的樂觀精神,多年來他們被嘲諷為未來學家、不切實際的幻想家、玩沙子的小孩 直到2015年秋天和2016年春天,他們取得的成就讓人們突然認識到,他們幻想的未來不僅是可能的,也是可行的和可取的,而且比任何人想象的都來得快。

這個了不起的故事講述了人們如何推動這場變革,它包含了工程奇跡和機械事故,杰出的編程技巧和效果有待驗證的嘗試,巨大的投資和付出,最終也帶來了巨大的財富。里面充斥著復雜的結盟和背叛,有英雄也有混球,但更多的是介于兩者之間的角色。

谷歌的螢火蟲是為了展示交通的未來而設計制造的,由自主電動汽車提供交通服務。(照片由慧摩提供,來自《自動時代:無人駕駛重塑世界》)

這個故事可以有許多開端。你可以認為它肇始于1939年的世界博覽會,在那里,通用汽車展示了一個與即將到來的世界非常相似的極富預見性的概念車。我希望至少有一部分是在我成為通用汽車研發部門的負責人時開始,CEO里克瓦格納向我提出了挑戰,要我重新發明汽車。你也可以從波士頓開始,羅賓蔡斯在那里創立了共享租車公司Zipcar。電動汽車方面則興起于加州的帕洛阿爾托,在那里,剛剛成功賣出一家創業公司的馬丁埃伯哈德和馬克塔彭寧決定將新的鋰電池技術用到汽車上 并引入了一位名叫埃隆馬斯克的投資者。

最終,這種顛覆性的三位一體開啟了不可扭轉的變革。也許這一切是從2001年9月11日的恐怖襲擊開始的,這場恐怖襲擊引發了一系列戰爭,刺激了美國軍方一個沒什么知名度的部門 國防部高級研究項目局

(DARPA

) 組織了最終觸發這些多米諾骨牌的挑戰賽。但是我不會從弗吉尼亞州阿靈頓縣的DARPA總部開始這個故事。我的講述將從一位工程學學生開始,他可能是所有人中付出最多的 然而在15年后,他可能也是收獲最多的。

原文作者丨[美]勞倫斯伯恩斯 [加]克里斯托弗舒爾根

整合丨何安安

編輯丨羅東

導語校對丨陳荻雁

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