自駕駛汽車時代臨近

呂　靜

已有跡象顯示出，自動駕駛機(jī)器人的靈巧機(jī)智終將勝過人類駕駛員，只是人們尚未準(zhǔn)備好迎接這種新技術(shù)

達(dá)帕城市挑戰(zhàn)賽是由五角大樓美國國防機(jī)構(gòu)國防高級研究計(jì)劃局(DARPA)組織的一場比賽，它歷時6小時，需要在模擬城市道路上行駛100公里。

在今年達(dá)帕城市挑戰(zhàn)賽上，加州理工學(xué)院隊(duì)參賽的是一個叫做“愛麗絲”的汽車機(jī)器人，它是一輛灰色而靚麗的福特小貨車。

在起跑線上，愛麗絲的前燈在朦朧的晨光中亮著。柴油機(jī)發(fā)出很大的轟鳴聲。只見愛麗絲的激光眼看看左邊，又看看右邊，謹(jǐn)慎地留意著周圍，然后又直視前方。

一個機(jī)器人是不會緊張的，但是她的發(fā)明人——帕薩迪納加州理工學(xué)院隊(duì)的成員卻肯定是很緊張的。他們希望證明像愛麗絲這樣的汽車能成為未來之星。

10月26日是資格賽的頭一天，資格賽需要對機(jī)器人道路技能進(jìn)行一周測試，通過者才有機(jī)會參加決賽。在比賽中，這些選手必須自動進(jìn)行道路導(dǎo)航，服從交通法規(guī)，最難的是要避免相互碰撞。獲勝小組將得到200萬美元，并在機(jī)器人研究的歷史上留下濃重的一筆。

美國政府希望讓獲勝者轉(zhuǎn)向?yàn)檐姺焦┙o車輛，用在戰(zhàn)爭地區(qū)；而一些公司則希望造出能成為城市特征的自動駕駛機(jī)器人汽車。人們已經(jīng)開始議論這種車是否可以降低道路死亡率。

在隨后的測試中，愛麗絲沒能進(jìn)入決賽。不管怎么說，這些自動駕駛的機(jī)器人是機(jī)器人世界的驕傲。參賽的11個小組共有6組將進(jìn)入11月3日的決賽，這是一場嚴(yán)格的比賽，車輛要經(jīng)過不可預(yù)料的流動交通車輛群、還有停車場、建筑工地，甚至要從一條低處的土路開到南加州的高地沙漠上去。雖然中間出了幾個小事故，但總地說來，比賽結(jié)果是鼓舞人心的。無人駕駛的汽車在高速公路上的表現(xiàn)與人們的預(yù)想很接近。

擬人識途的機(jī)器車

城市挑戰(zhàn)賽并不是五角大樓第一次涉足機(jī)器人的比賽。在2004年和2005年的大挑戰(zhàn)中，機(jī)器人汽車必須能自己導(dǎo)航出一條通過莫哈韋沙漠(在美國加利福尼亞西南)的土路。只不過在那次比賽中，機(jī)器人不得不避開固定路障，并根據(jù)GPS整理的已知名單作為“路點(diǎn)”，進(jìn)行簡單的比較。機(jī)器人比賽的老選手威廉姆?維塔克所在的卡內(nèi)基梅隆大學(xué)隊(duì)制造了今年城市挑戰(zhàn)賽的冠軍車“老板”。

“老板”是一輛大塊頭的雪佛蘭，雖然它贏得了大賽，但大多數(shù)城市挑戰(zhàn)賽的決賽選手都有著和它類似的基本構(gòu)造，即：一排激光器、雷達(dá)發(fā)射器、傳感器以及具有立體相機(jī)功能的機(jī)器眼。這些視覺數(shù)據(jù)經(jīng)過軟件處理，能夠?qū)⑿畔⑵唇釉谝黄穑瑒?chuàng)建出汽車周圍的3D模型，這種模型可以不停地更新變化。

這些車上裝有該地區(qū)的地圖，以及它們將要經(jīng)過的路點(diǎn)名單，這樣就能保證它們可以順利通過這條道路上有挑戰(zhàn)性的路段。要走出最佳路線，汽車機(jī)器人需要綜合考慮起始位置、路點(diǎn)和地圖，然后通過隨時對周圍路況的反應(yīng)及時修改其行車計(jì)劃。

比如，如果一輛車在路上遇到一輛停在那里的汽車，它會停下來檢查這輛車與紅綠燈、或停車標(biāo)志或十字路口距離有多遠(yuǎn)，這些信息可能會指示出該車停下來的原因。如果那輛車停車已經(jīng)好一會兒，而且它離開十字路口也不近，機(jī)器人就判斷該車已壞或原本就是停在那里的，于是機(jī)器人就超過該車。要完成這一點(diǎn)，機(jī)器人先要模擬出幾條可能的線路，比如像竄上邊道，然后挑選最近的可能線路，再檢查走哪一條路有可能破壞道路交通法規(guī)。

真正考驗(yàn)機(jī)器人的是那些在地圖上沒有標(biāo)示的道路。當(dāng)汽車進(jìn)入這樣的“區(qū)域”時，不僅必須只靠傳感器導(dǎo)航，還經(jīng)常被要求執(zhí)行諸如“在某個地方安全停車”的指令。

停車對機(jī)器人是一件比人做起來要容易的事情。比如，在一個像購物大廈的停車場，很多人都會直接開進(jìn)一個空位，然后倒車，將車放正。但是“老板”卻選擇了先用一種干凈利落的急轉(zhuǎn)直接進(jìn)入車位的策略。雖然這種竅門停車入位的速度比較快，但一般人不會經(jīng)常用。

比賽到最后，還是資金和經(jīng)驗(yàn)贏得了勝利。“老板”完成整個行程的平均速度是每小時22公里。這個成績略好于2005年奪冠大挑戰(zhàn)賽的斯坦福大學(xué)隊(duì)。這兩個研究團(tuán)隊(duì)都耗資100萬美元研究該項(xiàng)目。

將汽車控制權(quán)交給機(jī)器

實(shí)際上，我們的普通汽車已經(jīng)越來越“機(jī)器人化”了。目前，研究人員正在測驗(yàn)用來防止撞車的兩車無線電通訊系統(tǒng)(C2C)。必要時，兩車間的通訊可能被用在剎車上。

當(dāng)達(dá)帕夢想著無人駕駛的汽車時，通過C2C的部分控制可能已經(jīng)接近現(xiàn)實(shí)。現(xiàn)在，美國聯(lián)邦通訊委員會業(yè)已為轎車配給了無線電頻譜，而日本和歐洲也計(jì)劃同樣辦理。

這種設(shè)施不僅能防止車輛相撞，也同樣可能對行人提供安全防護(hù)，前提是行人攜帶著無線電發(fā)射機(jī)應(yīng)答器。利用這種技術(shù)，緊急裝置可以給出有人臨近的信號。

與此同時，新技術(shù)也很快應(yīng)用到了汽車自動駕駛上。一些配備有電子動態(tài)控制系統(tǒng)(ESC)的高端汽車，將利用傳感器通過控制獨(dú)立地安裝在每個車輪上的剎車來決定汽車底盤怎樣傾斜，從而防止汽車側(cè)滑和翻車。美國政府計(jì)劃2009年安裝ESC系統(tǒng)的汽車至少達(dá)到50%，到2011年，所有美國的小汽車都將安裝上ESC。美國大陸泰密克汽車系統(tǒng)的菲利普?海德里說：“在美國，ESC一年能救命1萬。”

從高端汽車沿襲而來的是汽車自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)，在這里，前置雷達(dá)系統(tǒng)監(jiān)控著汽車前面區(qū)域。另外，還有出現(xiàn)在雷克薩斯、卡迪拉克、沃爾沃和寶馬車型上的是車道偏離預(yù)警系統(tǒng)，絕大多數(shù)情況下這種警報(bào)是混合有警告燈的警報(bào)聲，但也有一些警報(bào)應(yīng)用了簡單的剎車。

不過，這些安全特征也可能分散了人們的注意力。所以，海德里指出，未來要將這些特征結(jié)合起來做更多的幕后工作。第一個嘗試是一個叫做預(yù)防性安全的系統(tǒng)，該系統(tǒng)現(xiàn)在已經(jīng)安裝在梅賽德斯-奔馳的S和E型車上。當(dāng)汽車的雷達(dá)系統(tǒng)感覺到前端的碰撞迫近時，它會自動收緊安全帶，搖上車窗，調(diào)整座位使得氣囊的有效作用最大化。

交通事故死亡率可能下降？

當(dāng)然，在無人駕駛的汽車開始真正上路之前，還需要解決一些具有挑戰(zhàn)性的問題。比如，這種汽車必須要學(xué)會分辨汽車和其他運(yùn)動物體的區(qū)別，這種運(yùn)動的物體可能是行人，也可能是一個球，后面跟著一個拍皮球的孩子。雖然現(xiàn)在還沒有另外一個達(dá)帕比賽的正式計(jì)劃，機(jī)器人專家估計(jì)這種能力將成為達(dá)帕測試的新技巧。城市挑戰(zhàn)賽還沒有測試機(jī)器人駕駛的汽車在真正高速公路上的速度。

一旦這種技術(shù)成熟，美國軍方將首先從中獲益。到那時，不用幾年功夫，1/3的地面車輛都會變成無人駕駛。因?yàn)檫@種改變能通過自動后勤行動挽救軍隊(duì)的有生力量。密執(zhí)安大學(xué)一位專家查克?加科巴斯說：“在伊拉克，我們20%的運(yùn)輸能力都是用來給軍隊(duì)送水的。在這種環(huán)境中是可以用機(jī)器人來替代很多人去挨炸彈的。”

但是，無人駕駛的汽車并不能很快走向大街小巷的最主要原因，其實(shí)是人們可能會發(fā)現(xiàn)由無人駕駛汽車引起的事故特別不能讓人接受。這就意味著機(jī)器人的導(dǎo)航技巧和避開障礙物的能力都要在它們上路之前接近完美。“第一例自動駕駛汽車撞死人的事故將使得這個領(lǐng)域倒退10年。”一個機(jī)器人汽車隊(duì)的領(lǐng)隊(duì)威廉?科海里說。當(dāng)然，撇開一切不說，誰愿意可能出現(xiàn)在這樣一場交通事故中呢？

僅在美國，去年就有43000人死于汽車交通事故。2002年，世界衛(wèi)生組織報(bào)道在全世界范圍內(nèi)，每年大約有120萬人命喪道路交通撞車事故。世界衛(wèi)生組織預(yù)計(jì)，到2030年，交通事故將成為人類致死的第八大原因。

機(jī)器人專家明確表示，和人相比，機(jī)器人是更好的司機(jī)。因?yàn)樗鼈儾幌袢艘粯颖涣奶焖中模膊粫袢艘粯娱_車時打手機(jī)、吃東西，更不像人一樣偏執(zhí)、固執(zhí)、情緒化。一個機(jī)器人的注意力從來不會偏離方向盤。維塔克像一個驕傲的父親一般地說：“有好一陣了，‘老板是一個比我都好的司機(jī)。”當(dāng)被問到他是否相信未來可以讓它載著他上高速路的時候，他回答：“當(dāng)然，絕對相信。”

機(jī)器人專家確信無人駕駛汽車是我們的未來。但是，除非無人駕駛汽車全部替代今天的人類駕駛汽車，否則，只有少數(shù)機(jī)器人上路，是不可能戲劇性地減少道路交通事故的。科海里認(rèn)為我們的后人可能甚至?xí)J(rèn)為今天的汽車就像恐龍。他說：“我們的孩子將會說，‘還記得我們不得不自己開著車去轉(zhuǎn)的時候嗎？這聽上去怪怪的。”