无人驾驶的畅想

赵斌

时代的发展如此迅速，当我们还在津津乐道地谈论如何培育和发展汽车文化的时候，一些有远见的公司已经开始酝酿新一代的交通工具了，让我们生活在这个时代的人有些应接不暇。

其实，从汽车诞生之日，人们就期盼汽车自动化程度能更高一些。人们驾驶汽车的初衷是为了能快速到达目的地，并非想控制一堆钢铁。随着电脑技术的发展，特别是近年来人工智能的异军突起，将这种驾驶的苦差事交给它们来办应该是指日可待了！

不需要人掌握方向盘，或者压根就没有方向盘的无人驾驶，的确是很惬意的一件事儿。汽车运行过程中，乘坐人可以围坐在一起喝茶、喝酒、聊天、上网，还有打瞌睡。

几乎所有的汽车制造商和电子产品公司都想在这个领域有所作为，许多汽车制造商和各国政府注入了大量资金，面对2010年10月跨界进入汽车领域的谷歌公司，他们感觉充满了挑战。目前，谷歌的无人驾驶测试车已行驶了20多万公里。连美国运输部的官员Richard Bishop都感叹，“我从来没有见过从概念到产品发展如此迅速的。”

虽然目前声称开发无人驾驶汽车的公司很多，但引领整个技术前景的还是非谷歌无人驾驶汽车莫属。如今的谷歌无人驾驶汽车，工作中需要配备全球定位系统（GPS）接收器和电子地图，即导航系统，同时还需安装一些雷达侦测障碍物、对周边环境进行激光三维扫描的测距设备，还有能识别红绿灯、施工信号、行人和其他车辆等对象的摄像机等。处理能力相当于几个桌面电脑，能集成所有的信息，决定汽车在不同条件下采取何种行为。为了减少驾驶算法的负载，谷歌汽车装备极其详细的地图，帮助汽车进行精确的控制。

但运动场景是复杂的，在实际驾驶过程中，可能碰到诸多不太常见或不大可能的事件，这就组成了一些麻烦的“长尾”问题。谷歌汽车在测试过程中，记录下了许多古怪而罕见的事件，如无人驾驶汽车在高速公路上行驶时，碰到迎面扑来的塑料袋需要紧急制动吗？横躺在道路中央的沙发并非道路上常规的障碍物，汽车又该做何种处理？显然，类似的事件是无法穷尽的。目前，处理这些罕见事件的唯一办法是尽量进行记录，在高性能机器学习算法的帮助下设计应对措施，然后进行模拟测试，或者实际进行路测。这样的工作做得越彻底，软件优化到最后就会越安全。谷歌预计这些约需要5年时间。

上述这些努力，似乎是致力于让车本身变得更聪明，但如何与实际的场景结合仍然存在许多困难。

别忘了，我们已经进入到从互联网发展到物联网的时代，大数据、云计算和物联网三驾马车并进。如果在汽车自身智能的基础上再加上网络互联，让这些交通工具相互之间能沟通交流，那又将是何种情形呢？只怕想象力不够了！不过，本文还是尽力想象一下这种让车与车、车与路、车与基站、车与人、车与传感设备等交互，实现车辆与公众网络进行移动通讯的车联网。在车联网中，汽车是主角，按照与汽车交互的对象，涉及到汽车与外界信息的交流（V2X）、汽车与汽车（V2V），以及汽车与基础设施（V2I）的通讯。

车与外界信息的交流，目前成熟的导航系统（包括GPS接受器、路况信息和最佳道路选择等）就是一个重要雏形。但这个技术目前只是单向接受并独立分析信息，并不存在与其他设备的交互。我们可以畅想一下，如果中国自主研发的北斗卫星导航系统全部建成并进入民用领域，那么其定位精度高达一米的分辨率和双向通信功能将真正实现实时导航，道路上的任何变化都可实时反映到导航系统中而不用等待地图的更新。

在许多道路上，我们都会看到一个安全提示牌“保持距离，注意刹车”。再看一个例子，交通拥堵的时候，汽车行驶缓慢，平均每辆车占用道路的时间增加，让拥堵雪上加霜，通行效率越来越低。这是因为汽车之间没有连接，相互之间并不知道对方的意图，后者总是要保持一定的安全距离，花去不少时间完全理解前车的意图后，才能采取后续的措施，这在很大程度上降低了道路的通行效率，并增加了无端刹车的能耗。

如果汽车之间能直接通讯该多好呀！这样的想法在2006年通用汽车公司的凯迪拉克上最早做了展示。现在，人们对这个技术提出了更高的要求。如果汽车互联了，那么就能统一部署，还弥补了像谷歌无人驾驶汽车依赖视频分析技术和地图资源的局限。不管是从启动到停车，还是从停顿状态再次进入开动状态，几乎可以同时进行，而且总能以最佳的运行速度行驶。如果再考虑汽车行驶的空气动力学问题，至少可以节省10%的燃料消耗。

其实，这一技术概念的雏形已经出现。德国最新研制的EO Smart 2，已经开始上路实测。他们的设计让你脑洞大开，不仅汽车之间能相互通讯，而且可以将多辆汽车像小火车一样首尾链接在一起。

可见，无人驾驶汽车的真正智能，是体现在连接之中的。如果我们将这种连接，再进一步畅想开来：在云的时代，有一个云端服务器（这里我们暂且称之为交通调度总管家），道路上都安装了通讯性能极佳的基站，随时与汽车进行高速网络的连接。那么，汽车的运行状况随时受总管家的支配和调度，明显可以使道路交通更加优化，甚至有没有红绿灯都是次要的。由于是双向通讯，汽车不再是仅仅被动接受交通信号灯的指示，也可以主动向智能交通信号灯发布请求，要求调整不同道路的交通密度和红灯的等待时间。

汽车硬件的革命，会从根本上改变人们使用汽车的方式和物流革命。试想，在满大街奔跑着无人驾驶汽车的时代，是否拥有私家车已经不那么重要了，因为人们随时可以通过网络终端，通过交通调度总管家约到一个离你最近的无人驾驶汽车。也许，那个时候我们只需像如今购买网络流量一样，预先购买我们的公里数。快递业务也会发生极大的变化，载着你邮件的无人驾驶汽车在确认你的位置后，会自动开到离你最近的停泊点，你只需要输入密码就可以取到那个邮件了。（作者为复旦大学生命科学学院教授）