鄭南寧,中國(guó)工程院院士、中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)、中國(guó)人工智能教育聯(lián)席會(huì)理事長(zhǎng)、科技部新一代人工智能戰(zhàn)略咨詢(xún)委員會(huì)專(zhuān)家組副組長(zhǎng),曾擔(dān)任西安交通大學(xué)校長(zhǎng)。長(zhǎng)期從事計(jì)算機(jī)視覺(jué)與模式識(shí)別、人工智能系統(tǒng)及其先進(jìn)架構(gòu)等研究,為我國(guó)人工智能領(lǐng)域的前瞻性戰(zhàn)略規(guī)劃、前沿性技術(shù)突破作出了突出貢獻(xiàn)。先后獲得國(guó)家級(jí)科技獎(jiǎng)6項(xiàng),并獲2020年度杰出教學(xué)獎(jiǎng)、“全國(guó)優(yōu)秀教師”、“全國(guó)先進(jìn)工作者”等榮譽(yù)稱(chēng)號(hào)。
自動(dòng)駕駛汽車(chē),通俗地講,就是在沒(méi)有人工干預(yù)的情況下,能夠感知環(huán)境并進(jìn)行自主行駛的汽車(chē)。事實(shí)上,在目前的量產(chǎn)車(chē)中,還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)真正意義上的自動(dòng)駕駛。但汽車(chē)企業(yè)在具體的營(yíng)銷(xiāo)宣傳中,將自動(dòng)減速、規(guī)避其他車(chē)輛等輔助駕駛功能有意無(wú)意地冠以“自動(dòng)駕駛”之名。精準(zhǔn)概念一旦被模糊,會(huì)導(dǎo)致一些消費(fèi)者對(duì)自動(dòng)駕駛技術(shù)出現(xiàn)不少誤解,不僅錯(cuò)誤使用,甚至危險(xiǎn)嘗試,構(gòu)成安全隱患。其實(shí),自動(dòng)駕駛技術(shù)在發(fā)展之初就遇到各種質(zhì)疑,即便如此,汽車(chē)企業(yè)對(duì)自動(dòng)駕駛技術(shù)的追求從未停止。當(dāng)前,新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革突飛猛進(jìn),人類(lèi)正在進(jìn)入一個(gè)“人—機(jī)—物”三元融合的萬(wàn)物智能互聯(lián)時(shí)代,自動(dòng)駕駛就被認(rèn)為是一種典型的“人—機(jī)—物”三元融合的智能系統(tǒng)。在世界上一些國(guó)家,已經(jīng)出現(xiàn)自動(dòng)駕駛出租車(chē)、自動(dòng)駕駛貨運(yùn)車(chē)。有專(zhuān)家認(rèn)為,自動(dòng)駕駛很有可能成為世界科技強(qiáng)國(guó)爭(zhēng)奪出行話(huà)語(yǔ)權(quán)的主戰(zhàn)場(chǎng)。
目前,自動(dòng)駕駛技術(shù)是否成熟?中國(guó)汽車(chē)制造業(yè)要想在全球占有一席之地,需要不需要把自動(dòng)駕駛作為未來(lái)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要方向?
自動(dòng)駕駛技術(shù)前景廣闊
自動(dòng)駕駛技術(shù)在以下五個(gè)方面具有很大的優(yōu)勢(shì)。
節(jié)省人工成本。據(jù)公安部統(tǒng)計(jì),截至2022年3月底,全國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)保有量達(dá)4.02億輛,其中汽車(chē)3.07億輛;機(jī)動(dòng)車(chē)駕駛?cè)?.87億人,其中汽車(chē)駕駛?cè)?.50億人。大量自動(dòng)駕駛汽車(chē)的出現(xiàn),可以把許多人從繁重的駕駛?cè)蝿?wù)中解放出來(lái),大大地節(jié)省人工成本,解放生產(chǎn)力,讓人們有更多的時(shí)間去做其他的事情。
減少交通事故。世界衛(wèi)生組織數(shù)據(jù)顯示,道路交通事故每年造成全球?qū)⒔?30萬(wàn)人死亡、大約5000萬(wàn)人受傷,是全球范圍內(nèi)導(dǎo)致兒童和年輕人死亡的主要原因。造成交通事故最主要的因素是人為的失誤,很多交通事故是由于超速、酒駕,或者不按交通規(guī)則行駛造成的。如果由機(jī)器來(lái)替代人類(lèi),因?yàn)樗且粋€(gè)智能系統(tǒng),可以按照規(guī)則理性地判斷交通環(huán)境,并且不辭辛苦地重復(fù)勞動(dòng),不會(huì)出現(xiàn)路怒,也不會(huì)走神,就可以大大地減少交通事故。
緩解交通擁堵。隨著汽車(chē)不斷地、大量地普及,交通擁堵現(xiàn)在成了各大城市的一個(gè)通病。如果用自動(dòng)駕駛來(lái)替代人類(lèi)駕駛,把自動(dòng)駕駛和智能交通系統(tǒng)融為一體,實(shí)現(xiàn)對(duì)交通狀況整體態(tài)勢(shì)的優(yōu)化預(yù)測(cè),為每一輛車(chē)選擇一個(gè)最佳行駛路徑,這樣就可以在很大程度上緩解城市的交通擁堵。
提高能源利用效率。我國(guó)二氧化碳排放力爭(zhēng)在2030年前達(dá)到峰值,努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo),自動(dòng)駕駛可以為實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)作出貢獻(xiàn)。比如說(shuō)大雁南飛,飛行的距離要達(dá)到幾千公里。而大雁在空中飛行的平均速度,大致每小時(shí)68公里到90公里,頭雁在飛行的時(shí)候,其身后會(huì)形成一個(gè)低氣壓區(qū),其他大雁在這個(gè)低氣壓區(qū)飛行,阻力就會(huì)減少。如果使用自動(dòng)駕駛技術(shù),讓車(chē)組隊(duì),就可以形成像大雁飛行這樣的一種效能,可以降低風(fēng)阻、節(jié)省能源。
重塑未來(lái)城市景觀。從歷史發(fā)展來(lái)看,城市是由交通來(lái)塑造的。在前工業(yè)化時(shí)代,城市是沿著馬車(chē)道形成的。到了20世紀(jì)60年代,汽車(chē)大量地使用,持續(xù)地改變著城市的面貌。也就是說(shuō),自動(dòng)駕駛和智能交通的融合,將會(huì)改變現(xiàn)在城市的形態(tài)。對(duì)于自動(dòng)駕駛來(lái)講,它是按照規(guī)則來(lái)行駛的,可以使道路變窄,既減少了道路所占用的土地資源,又可以擴(kuò)大城市的綠化面積,來(lái)美化我們的城市。
自動(dòng)駕駛需破解五大難題
按照對(duì)駕駛員“解放程度”的不同,國(guó)際汽車(chē)工程師協(xié)會(huì)將自動(dòng)駕駛分為6級(jí)。L0:沒(méi)有任何駕駛輔助功能,需要駕駛員全權(quán)操控汽車(chē);L1:通過(guò)方向盤(pán)上的按鍵對(duì)車(chē)速進(jìn)行調(diào)整和控制,就是我們所熟知的“定速巡航”;L2:依托毫米波雷達(dá)、攝像頭等硬件對(duì)前方路況實(shí)施監(jiān)測(cè),從而達(dá)到在一定條件下完成主動(dòng)加速、主動(dòng)剎車(chē)、自動(dòng)保持車(chē)距以及障礙物識(shí)別等控制功能;L3:在良好的路況環(huán)境下,大多數(shù)操作由汽車(chē)主導(dǎo),駕駛員只需在必要的時(shí)候?qū)ζ?chē)進(jìn)行干涉;L4:在大多數(shù)良好的路況環(huán)境下,讓汽車(chē)完全自主操作;L5:針對(duì)所有路況進(jìn)行適應(yīng)性?xún)?yōu)化,不再需要人類(lèi)進(jìn)行任何駕駛相關(guān)的操作。雖然有很多汽車(chē)廠商已經(jīng)成功研發(fā)出了L3級(jí)別的自動(dòng)駕駛技術(shù),事實(shí)上,現(xiàn)階段大多處于實(shí)際應(yīng)用中的自動(dòng)駕駛技術(shù)還停留在L2級(jí)別,我們可以利用它的便利性,在某種程度上緩解駕駛疲勞,但絕不可以過(guò)度依賴(lài),更不能撒手不管。那么,要真正達(dá)到L5級(jí)別的完全自動(dòng)駕駛,還有哪些技術(shù)難題需要突破呢?
復(fù)雜交通場(chǎng)景的“周密感知”。自動(dòng)駕駛汽車(chē)必須要在所有條件下檢測(cè)道路的特征,它必須要在天氣、路況不斷變化的情景中,做出安全響應(yīng)。也就是說(shuō)自動(dòng)駕駛,必須是一種不能犯錯(cuò)誤的人工智能系統(tǒng)。因?yàn)樗坏┓稿e(cuò),就會(huì)釀成交通事故,必須要讓自動(dòng)駕駛汽車(chē)能夠周密可靠地感知它的周邊環(huán)境。
理解“預(yù)行為”。此外還有一個(gè)難題,就是要讓自動(dòng)駕駛汽車(chē)準(zhǔn)確地判斷周邊物體或者周邊車(chē)輛的預(yù)行為。所謂預(yù)行為,是在周邊物體或者車(chē)輛沒(méi)有產(chǎn)生這個(gè)行為之前,自動(dòng)駕駛汽車(chē)可以判斷在下一個(gè)時(shí)刻,周邊車(chē)輛或者移動(dòng)的物體會(huì)發(fā)生什么樣的變化。人類(lèi)駕駛員,都是根據(jù)前方車(chē)輛或者周邊移動(dòng)物體的預(yù)行為,來(lái)傳達(dá)行駛意圖。比如說(shuō),我們?cè)诼飞祥_(kāi)車(chē),前方有一輛車(chē),通過(guò)這輛車(chē)的駕駛狀況,可以判斷出司機(jī)是一個(gè)新手,還是一個(gè)老手,這樣我們就能對(duì)自己的駕駛在下一個(gè)時(shí)刻應(yīng)做出什么樣的行動(dòng),有一個(gè)預(yù)判。但是目前的自動(dòng)駕駛技術(shù),很難去解釋細(xì)微的預(yù)行為。
“意外遭遇”的應(yīng)對(duì)。人類(lèi)駕駛員,可以根據(jù)身體的語(yǔ)言和其他語(yǔ)境的線索,來(lái)理解交通場(chǎng)景。比如說(shuō),我們開(kāi)車(chē)到了某一個(gè)區(qū)域,這個(gè)時(shí)候突然交通管制了,人類(lèi)駕駛員是通過(guò)交警的手勢(shì)制定自己下一步行駛的決策,但是目前的自動(dòng)駕駛技術(shù),很難去理解這類(lèi)異常的情況。此外,還存在這樣一種情況,比如說(shuō)路邊有個(gè)孩子,他手上拿著一個(gè)玩具,突然這個(gè)玩具掉到路邊了,他要去拾起這個(gè)玩具,在自動(dòng)駕駛中,我們沒(méi)有辦法對(duì)這樣一種意外遭遇事先去編碼,從而寫(xiě)入自動(dòng)駕駛的算法之中。
人—車(chē)自然交互。還有就是怎么能建立一種人與自動(dòng)駕駛汽車(chē)自然交互的環(huán)境,也就是說(shuō)乘客坐到自動(dòng)駕駛汽車(chē)?yán)?,他要能夠用自己的語(yǔ)言和自動(dòng)駕駛汽車(chē)進(jìn)行交互。行駛的途中要與自動(dòng)駕駛汽車(chē)對(duì)話(huà):“我要去哪里”“還有多少時(shí)間能到達(dá)目的地”,這種自然的交流,不僅能夠提供給乘客一種舒適的體驗(yàn),實(shí)際上也是一種安全的認(rèn)證。自動(dòng)駕駛汽車(chē)?yán)斫獬丝腿ツ睦铮苡谜Z(yǔ)言回答,乘客就放心了。此外還有一點(diǎn),就是未來(lái)人類(lèi)駕駛員開(kāi)的車(chē)和自動(dòng)駕駛汽車(chē),一定會(huì)共享道路,這時(shí)候,車(chē)跟車(chē)之間的交互也是非常重要的。
網(wǎng)絡(luò)安全。最后一個(gè)難題,就是網(wǎng)絡(luò)安全。因?yàn)樽詣?dòng)駕駛汽車(chē),要通過(guò)云端更新它的地圖,去獲取相關(guān)的數(shù)據(jù),而通過(guò)云端獲取和更新地圖的自動(dòng)駕駛,將會(huì)面臨著更大的風(fēng)險(xiǎn)??梢韵胂?,以后會(huì)出現(xiàn)這樣一種惡意行為,比如說(shuō)黑客侵入自動(dòng)駕駛汽車(chē)中,他可以禁用自動(dòng)駕駛汽車(chē),也有可能在行駛過(guò)程中制造交通事故。
普及自動(dòng)駕駛還有哪些配套措施需要落地?
國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)的《新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)》提出,到2025年,高度自動(dòng)駕駛汽車(chē)實(shí)現(xiàn)限定區(qū)域和特定場(chǎng)景商業(yè)化應(yīng)用;力爭(zhēng)經(jīng)過(guò)15年的持續(xù)努力,高度自動(dòng)駕駛汽車(chē)實(shí)現(xiàn)規(guī)?;瘧?yīng)用。那么,自動(dòng)駕駛大范圍應(yīng)用,除了自動(dòng)駕駛汽車(chē)本身的技術(shù)升級(jí),還有哪些配套措施需要落地?
自動(dòng)駕駛要大規(guī)模應(yīng)用,它的支撐要素是什么?實(shí)際上我們需要這樣一種生態(tài),就是聰明的車(chē),加上智慧的路和強(qiáng)大的“云”,才能使自動(dòng)駕駛技術(shù)得到大規(guī)模應(yīng)用。聰明的車(chē),就是解決車(chē)本身的智能;而智慧的路,就是要使車(chē)和路能夠協(xié)同起來(lái);在路側(cè)也需要安裝傳感器,并且把“云”和車(chē),通過(guò)車(chē)路協(xié)同聯(lián)系在一起。此外,聰明的車(chē),它也可以跟“云”去建立聯(lián)系和進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。這個(gè)強(qiáng)大的“云”,能夠支撐城市的智能交通系統(tǒng)。
自動(dòng)駕駛的發(fā)展,還需要強(qiáng)化基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè),包括與車(chē)聯(lián)網(wǎng)的通信設(shè)備,車(chē)路協(xié)同設(shè)施,云數(shù)據(jù)計(jì)算中心,還有仿真測(cè)試與路測(cè)結(jié)合的自動(dòng)駕駛測(cè)試場(chǎng)。而自動(dòng)駕駛測(cè)試場(chǎng),可以形象地看作是為自動(dòng)駕駛汽車(chē)提供的駕校,自動(dòng)駕駛汽車(chē)在上路之前,都要通過(guò)這樣一種測(cè)試,拿到許可,才能夠上路。我們要從基礎(chǔ)設(shè)施、標(biāo)準(zhǔn)體系、法律法規(guī)三個(gè)方面,協(xié)同推進(jìn)這樣一種應(yīng)用生態(tài)的建設(shè)。
最后,我們?cè)賮?lái)談一談自動(dòng)駕駛的價(jià)值組成與商業(yè)模式。自動(dòng)駕駛汽車(chē)的價(jià)值組成,可以看成兩大部分,一是傳統(tǒng)車(chē)輛組成的“包”,就是現(xiàn)在傳統(tǒng)汽車(chē)的價(jià)格。第二個(gè)“包”是自動(dòng)駕駛組成的“包”,包括算法和計(jì)算系統(tǒng),數(shù)據(jù)也成了自動(dòng)駕駛汽車(chē)傳送的乘客,為什么這樣講呢?因?yàn)樽詣?dòng)駕駛汽車(chē)上路以后,它會(huì)在行駛的過(guò)程中產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù),可以以一種價(jià)值的形式去反饋給自動(dòng)駕駛汽車(chē)的生產(chǎn)商,或者自動(dòng)駕駛出行服務(wù)的提供商,這是傳統(tǒng)汽車(chē)所沒(méi)有的。因此,自動(dòng)駕駛汽車(chē)會(huì)帶來(lái)一種新的商業(yè)模式。通常一般私家車(chē),就是10萬(wàn)元、20多萬(wàn)元,但是對(duì)自動(dòng)駕駛汽車(chē)而言,根據(jù)配載的傳感器,價(jià)格會(huì)是傳統(tǒng)汽車(chē)的幾倍以上。由于這樣比較昂貴的價(jià)格,今后自動(dòng)駕駛汽車(chē)的應(yīng)用,可能會(huì)是一種服務(wù)提供的形式,或者以共享的形式來(lái)進(jìn)入大規(guī)模應(yīng)用。因此,在今后的商業(yè)模式中,它會(huì)受三者之間的關(guān)系所影響:一是車(chē)輛擁有者,二是整車(chē)制造商,三是服務(wù)提供商。新的商業(yè)模式的出現(xiàn),也是自動(dòng)駕駛汽車(chē)大規(guī)模應(yīng)用所帶來(lái)的一種變化。
目前,自動(dòng)駕駛在L2.5級(jí)或接近L3級(jí),已經(jīng)得到一定規(guī)模的應(yīng)用,但是要實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)駕駛,我們還有一段很艱難的路程要走。實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)駕駛,是一個(gè)令人興奮卻又望而生畏的挑戰(zhàn),我們要?jiǎng)?chuàng)造一個(gè)自動(dòng)化智慧城市的未來(lái),自動(dòng)駕駛只是一個(gè)開(kāi)始。面對(duì)自動(dòng)駕駛研究的熱潮,我們要保持一種冷靜的思考,要進(jìn)一步加大基礎(chǔ)研究和關(guān)鍵技術(shù)的突破,使得自動(dòng)駕駛汽車(chē)能夠進(jìn)入普通老百姓的日常生活之中,能夠?yàn)槲覀儙?lái)更好的人居環(huán)境。