自动驾驶的前生今世石器时代

广义上的自动驾驶已经有了清晰的定义,从驾驶员介入的程度分为五级:L1~L5。达到L5级别后,无需人类操作,称为“无人驾驶”。

实际上,人类对自动驾驶的探索,可以追溯到百年前,而且是从“无人驾驶”的角度入手。现在看来,他们走了弯路。但是在基础工业技术发展缓慢的当年,他们的壮举,代表了人类追求科技进步的无畏精神。我们无法忽视这些前驱的功绩。

二十世纪,从机械化到自动化的演变,成为工业领域主题之一,其中,汽车驾驶的自动化,最具科幻色彩。从第一次尝试,到近两年成为现实,自动驾驶技术已经走过了近百年。虽然几代人对于自动驾驶的理解不同,但是“无人驾驶”这一终极目标,始终如一。

#1

源自一场营销表演

年7月27日中午,在繁忙的曼哈顿第五大道,一辆怪异的车辆留下弯弯曲曲的辙印,引来了上千人驻足观看。“主角”是一辆钱德勒轿车,后座放置了一套无线电接收装置,车顶架起了夸张的天线。更让人吃惊的是,明明没有驾驶员,车辆却可以加速、减速、转弯甚至鸣笛。

眼尖的围观群众发现,后面跟着一辆车,车上有人在滴滴答答地“发着电报”。发电报的人是霍迪纳无线控制公司(HoudinaRadioControlCo.)的工程师约翰·亚历山大,他在用“电报”控制前车——后来被称为“美国奇迹”得“无人车”钱德勒。

霍迪纳改装过的钱德勒

驶过四十三街的时候,“美国奇迹”差一点与驶过的消防车相撞,警察建议这场表演的设计者霍迪纳(FrancisP.Houdina)终止活动,以避免造成事故。但霍迪纳没有理会,指挥“美国奇迹”继续往百老汇行驶。最终,在四十七街,撞上了另一辆车,表演就此结束。非常尴尬的是,被撞的车上,载满了记录这场“秀”的摄影师。

就这样,“美国奇迹”成为了人类史上首辆“无人驾驶”车辆。

故事的走向非常诡异。热心的人民群众认为霍迪纳公司(HoudinaRadioControlCo.)的老板,就是当时的著名魔术师胡迪尼(HarryHoudini,多部电影的原型,疑似《致命魔术》灵感来源)。不少寄给魔术师胡迪尼的信件,被送到了霍迪纳办公室。这让胡迪尼非常不满,带着秘书大闹霍迪纳办公室。最终,胡迪尼收到了一张被指控行为不检的传票。

更有意思的是,多年后证实,霍迪纳(FrancisP.Houdina)是一个假名字,美国陆军工程师的身份也是假的。霍迪纳可能无意间又创造了一个首次——最早汽车相关的“碰瓷营销”。

美国的上世纪二十年代,被称为“咆哮的二十年代”。这十年,前所未有的工业化浪潮,催生出了很多发明创造。也正是这一时期,汽车价格大幅下降,市场保有量高速增长,成为了大众消费品。同时,无线电技术也得到普及。我们有理由相信,“自动驾驶”首秀是一场营销活动:推广霍迪纳公司的无线电产品,或者推广钱德勒轿车。

通过无线电控制得“无人驾驶”技术,后来被爱好者林奇(J.J.Lynch)发扬光大。从年到年,林奇的遥控车辆表演覆盖了美国37个州。媒体把这种汽车称为“幻影汽车”,大肆报道,林奇也成为了那个年代自动驾驶的代言人。

年林奇的幻影汽车

借助无线电远程控制车辆,成为50年代以前自动驾驶先驱的主要思路。

#2

人类的恐惧

年,自动驾驶汽车出现在科幻小说中。

MilesJ.Breuer作品《天堂与铁》的世界里,摩托车、卡车、汽车、轮船甚至飞机都不需要人工操作。主人公驾驶过的汽车“萨福”描写非常清晰:没有方向盘,没有换挡杆,甚至没有启动开关。所有的操作都通过10个旋钮进行,每个旋钮都有25个刻度。通过旋钮设置目的地、路线,“萨福”会自动行驶。转弯、避开障碍、加减速,完全不需要人工干预。要知道这个年代,没有卫星,没有GPS,也没有摄像头,作者的想法十分超前。

《天堂与铁》插图,自动车萨福

可惜,整个故事并不浪漫,而是惊悚。

世界首富买了一座岛,雇佣了一批顶尖的科学家和工程师研究自动汽车。刚开始,汽车可以检测油量,自动补充燃油;后来,给汽车设计了故障检测功能,赋予了自动维修的能力;再后来,视觉(硒眼,等同于如今摄像头,首个摄像头年问世)、听觉(麦克风,当年已经广泛使用)、触觉、甚至人类没有的空间感知能力(相当于现今激光雷达,但感知能力更强)等加在了汽车上,同时,制造出了“电子大脑”(electricalbrain,首台通用计算机ENIAC出现在年)实现了机器的集中控制;最后,机器拥有了制造能力,不但能模仿自身制造机器,还能制造不存在的机器。

随着机器智能的高速发展,人类的衣食住行也全面自动化,无需再亲自动手。岛民们开始沉溺于艺术和体育运动,除此之外的能力消失殆尽。

直到有一天,“电子大脑”有了自主意识,控制了油田,背叛了人类。岛上于是形成了两个城市,机器主导的“烟城”,以及人类生存的“美丽城”。机器仍旧供养美丽城的人类,但是会抓走有独立意识的居民,不再放回,防止人类的反攻。

《天堂与铁》插图,美丽城和烟城

也就仅仅40年,机器社会从0到1被构建了起来。每台机器都有独立智慧外,还接受“电子大脑”的无线电控制。机器们逐渐形成了自己的社会阶层,个头小智慧程度高的机器,领导个头大智慧程度低的机器。甚至发展出了语言以及宗教。对待“美丽城”人类的态度,就像对待宠物,养着,观察着。可怕的是,“电子大脑”开始对人类的情感世界感兴趣,尝试学会“感情”。

科技改变人类生活,总会引发人类的担忧。上世纪20年代,人类进入现代化还没有多少年,汽车和无线电技术的普及,颠覆了很多人的认知,担心人类丧失“控制权”,也便不足为奇。

直到今天,人类仍旧没有摆脱这种恐惧,虽然机器自主智慧仍遥不可及。

值得一提的是,《天堂与铁》中的自动驾驶汽车,和今天的智能汽车很接近,已经形成了感知、决策、执行三层模型的概念。硒眼、空间感知传感器现实中对应了摄像头、雷达、激光雷达,构成了感知层。车载大脑、“电子大脑”与如今的车载电脑和云主机如出一辙,成为决策层的主体。就连小说中,汽车失控、窃听对话也似乎能呼应到当今的一些产品。

《天堂与铁》有着模糊的观念:发展科技,如果忽略人文因素,可能会招来大祸。

#3

车路协同:电子高速公路

二三十年代汽车的迅速普及,带来了两个明显的社会问题:交通拥堵、交通安全。

二十年代百老汇街头

当年的交通事故死亡率,是现在的十多倍。高死亡率引起了民众的恐慌,美国各地频繁地举行交通安全游行。上文中提到的林奇,也通过表演宣传交通安全知识。

年雪佛兰发布了一支短片——《TheSafestPlace》,宣传自身产品的同时,也在呼吁驾驶者要遵守交通规则。影片中出现了自动驾驶汽车,“车辆始终保持在车道内,转弯时从不忘记打信号,遵守所有停车标志,在危险的弯道上从不超车。”

毫无疑问,“无人驾驶”被主流社会当作解决交通问题的金钥匙,尽管霍迪纳和林奇的表演都引发过交通事故。

被通用汽车赞助的工业设计师贝尔·盖迪斯意识到了道路的重要性,设计了《未来世界》(futurama)。《未来世界》是一套微缩景观,重点展示了二十年后(年)的自动化高速公路。在年的纽约世界博览会上展出后,立即成了大热门,每天有超过三万人排着长队,只为看看这未来的模样。

模型里的高速公路,有限速和最低速度,车流也被有效地分离。公路上行驶的汽车,都安装了无线电遥控装置。交通控制塔台利用无线电技术引导车辆,使车辆可以在高速行驶的情况下,保持在适当的车道内,并与前车保持安全距离。贝尔·盖迪斯相信,在《未来世界》中,交通事故和拥堵问题将得到解决。

年世博会,游客观看《未来世界》

二战的到来,打乱了节奏。通用汽车暂停了对未来的探索,开始重点发展军备。

五十年代,腾出手的通用汽车与美国无线电公司(RCA)合作,继续推动《未来世界》落地。RCA着重于电子高速公路的研究,通用汽车则负责汽车的改造。

RCA于年在内布拉斯加州林肯市完成了一条英尺(约米)长的实验道路,并于年在新泽西RCA总部建设了一条可供体验的电子高速公路。通用也同步推出了“火鸟”车型。

福特火鸟I、II、III

电子高速公路仍然围绕无线电技术展开:

车道中心纵向铺设一条电缆,汽车前端对称安装两个电磁线圈,用于产生感应电流。如果汽车偏离中心线,两个线圈产生的信号电流将出现差异。这时,可以通过闪光或声音提醒驾驶员,或者自动调整方向盘,保持在车道中间。

比车辆稍短的矩形线圈首尾相连,遍布整个道路,用于侦测汽车位置。车辆经过线圈时,将产生电子信号,点亮路边照明灯,同时通过无线电反馈至控制塔。控制塔再通知附近车辆,提醒调整车距。

RCA电子高速公路原理图

RCA和通用的方案,基本上代表了五六十年代的自动驾驶技术思路,即通过车路协同、反馈引导。但这套系统有个致命的缺点:贵,自然无法扩大建设。

随着七十年代美国开始控制燃油排放,以及石油危机,通用这些自动驾驶技术的领头羊转移了重心,聚焦于节能技术。

电子高速公路,夭折了。

这五十多年间,自动驾驶的先驱,利用如今看来十分原始的技术手段,构建了一个幻想中的世界。他们背负着解决交通拥堵、交通安全问题的责任,艰难地打开了自动驾驶的大门。

除了上文提到的代表外,可能还有更多的爱好者默默地推动自动驾驶事业的发展,不过受限于历史的进程,最终也只能被时间的尘埃所掩埋。




转载请注明:http://www.aierlanlan.com/tzrz/3304.html

  • 上一篇文章:
  •   
  • 下一篇文章: 没有了