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2020年。我们的自动驾驶汽车在哪里?



随着AI时代的发展,自动驾驶汽车变得比人们想象的要难。说到自动驾驶汽车,未来应该是现在。在 2020年,你会成为一个“永久指手画脚,”卫报预测 在2015年。“到2020年,将有1000万辆无人驾驶汽车上路,”《商业内幕》(Business Insider)2016年头条批评道。在这些声明中,通用汽车,谷歌的Waymo,丰田和本田宣布,他们将在2020年生产自动驾驶汽车。埃隆·马斯克(Elon Musk)预测,特斯拉将在2018年生产出自动驾驶汽车,然后在特斯拉失败的情况下,在2020年生产出自动驾驶汽车。

但是这一年到了-自动驾驶汽车却没有。尽管许多领先的技术和汽车制造商付出了巨大的努力,但除特殊的试验计划外,全自动驾驶汽车仍然遥不可及。您可以购买一辆会在发生碰撞时为您自动刹车的汽车,或者可以帮助您保持在车道上的汽车,甚至是特斯拉Model S(我的合伙人和我所拥有的), 其Autopilot主要用于高速公路驾驶。 。

但是,随着这些公司的工程团队努力使自动驾驶汽车正常工作,上述预测中的几乎每一项都已被撤消。发生了什么? 您可能对这个久负盛名的技术有9个问题,以及为什么我们承诺的未来还没有到来。

1)自动驾驶汽车到底如何工作?数十年来,工程师一直在尝试自动驾驶汽车的原型。其背后的想法非常简单:在汽车上安装摄像头,该摄像头可以跟踪周围的所有物体,并在汽车 要转向 一体时做出反应。教车载计算机道路规则,并放宽它们以导航到他们自己的目的地。

这个简单的描述消除 了很多复杂性。驾驶是人类日常要做的更复杂的活动之一。遵循道路规则并不能像人类一样开车,因为我们要做的事情包括与他人进行目光交流, 以确认谁拥有通行权,对天气状况做出反应,或者做出判断性呼吁很难用严格的规则编码。

Waymo首席执行官John Krafcik于2017年11月7日在葡萄牙里斯本的Wed Summit上展示了自动驾驶汽车。而且,即使是简单的驾驶操作(例如,跟踪道路上的汽车周围的物体),实际上也比听起来复杂得多。以Google的姊妹公司Waymo为例,后者是自动驾驶汽车行业的领导者。Waymo的汽车是其他自动驾驶汽车中相当典型的汽车,它们使用高分辨率的摄像头和激光雷达(光检测和测距),这是一种通过反射物体的光线和 声音 来估计与物体之间距离的方法。

汽车的计算机将所有这些结合起来,以绘制一张图片,以显示其他汽车,骑自行车的人,行人和障碍物的位置以及行进路线。对于这一部分,需要大量的训练数据-也就是说, 汽车必须利用 Waymo收集的数百万英里的行驶数据来形成对其他物体可能如何运动的期望。在道路上很难获得足够的训练数据,因此汽车也要根据模拟数据进行训练,但是工程师必须确保其AI系统能够正确地将模拟数据推广到现实世界。

这与自动驾驶汽车在路上时正在使用的系统的完整描述相去甚远。但是,它说明了在思考我们的自动驾驶汽车在哪里时要牢记的重要原则:即使是“简单”的事情也隐藏了令人惊讶的复杂性。

2)为什么 自动驾驶汽车上路要花比预期更长的时间?自动驾驶汽车依靠人工智能工作。2010年对于AI来说是伟大的十年。我们看到了 翻译,语音生成,计算机视觉和对象识别以及游戏玩法的巨大进步。人工智能过去很难识别图片中的狗;现在,这是一件微不足道的任务。

正是人工智能的进步推动了对自动驾驶汽车在2010年代中期的乐观预测。研究人员预计,我们可以在他们在其他领域已经看到(并且仍在看到)的惊人收益的基础上继续前进。但是当涉及到自动驾驶汽车时,这些收益的局限性变得 非常明显。即使投入了大量的时间,金钱和精力,也没有团队能够弄清楚如何让AI解决实际问题:以所需的高度可靠性在道路上行走。

很多问题是需要大量的培训数据。训练自动驾驶汽车的理想方法是向其展示数十亿小时的真实驾驶画面,并以此来教导计算机良好的驾驶行为。当现代机器学习系统拥有大量数据时,它们的性能确实很好,而当数据很少时,它们的性能却非常差。但是为自动驾驶汽车收集数据非常昂贵。而且由于某些事件很少发生(例如,目睹前方发生车祸或在道路上遇到碎屑),这辆汽车有可能超出其深度,因为它在训练数据中很少遇到这种情况。

汽车制造商试图以多种方式解决这个问题。他们已经行驶了更多英里。他们已经在模拟中训练了汽车。他们有时会设计特定的情况,以便他们可以获得有关这些情况的更多培训数据。

他们越来越近了。Waymo的汽车确实在无人驾驶的情况下在亚利桑那州的街道上漫游(一小撮经过特殊筛查的人可以像Uber一样给他们打电话)。 如果一切顺利,它们可能会在今年晚些时候扩展到更多城市(下文有更多介绍)。 但这是一个难题,进展缓慢。

3)拥有自动驾驶汽车的世界会是什么样?尽管遭遇了挫折,公司仍继续进行投资,因为无人驾驶汽车一旦出现,将为世界带来巨大变化,并为他们的创造者带来很多收益。

许多消费者会想要升级。想象一下,您可以在早上开车上班或长途旅行时阅读或打ze睡。 出租车和乘车公司似乎也可能会提供自动驾驶汽车,而不是向驾驶员付费(实际上,像Uber这样的公司都在押宝)。无人驾驶自动驾驶汽车还应该对残障美国人产生巨大的影响,他们中的许多人没有驾驶执照,上班,去商店和看医生都遇到麻烦。

通用汽车公司巡航部门的无人驾驶汽车于2020年1月26日在旧金山的一个十字路口等候。专家们对自动驾驶汽车是否会改变美国汽车拥有量的根本看法持不同意见。一些人认为,如果人们可以在电话上订购汽车并在任何地方获得及时的机器人驾驶,就不需要拥有汽车。

其他人则指出,即使在共享乘车覆盖率较高的地区,人们通常仍然拥有汽车,而自动驾驶汽车可能没有什么不同。民意调查显示,大多数美国人不希望自己驾驶自动驾驶汽车工作,但是一旦这种汽车真正存在,这种情况可能会迅速改变。盖洛普(Gallup)对这个问题进行的民意调查发现,只有一小部分(9%)的美国人会立即获得这种汽车,较大的特遣队(38%)表示他们会等待一段时间,而一半的人坚定地表示自己永远不会用一个。

随着时间的流逝,我们的基础设施可能会发生变化,从而使 自动驾驶汽车更容易导航,实际上,一些研究人员认为,除非对街道进行重大改动,否则我们将不会拥有广泛的自动驾驶汽车。使与这些汽车的信息交流更加容易。这将是昂贵的并且需要全国范围的协调,因此它似乎是 在自动驾驶汽车的广泛引入之后而不是在此之前。

4)领先的无人驾驶汽车计划是什么,它们在做什么?几乎每个主要的汽车制造商都至少通过自动驾驶汽车研究对水域进行了测试。但是有些人对此比其他人更为认真。有两个核心统计数据可用于评估自动驾驶汽车程序的先进程度。一是它行驶了多少英里。这代表着公司拥有多少培训数据,以及为使汽车上路投入了多少投资。

另一个是每行驶1英里(即由于计算机无法处理情况而导致驾驶员不得不接管的时刻)。大多数公司不共享这些统计数据,但是加利福尼亚州要求将其报告,因此加利福尼亚的统计数据是了解各种公司业绩的最佳方式。

在两个方面,谷歌的姊妹公司Waymo都是明显的领导者。Waymo刚刚宣布整体行驶了2000万英里,其中大部分不在加利福尼亚州。2018年,Waymo在加利福尼亚州行驶了 120万英里,每1000英里产生0.09 挡位。排在第二位的是通用汽车的Cruise,它行驶了大约100万英里,每1000英里的脱开量为0.19。(克鲁斯认为,由于它在旧金山的困难街道上进行汽车测试,因此这些数字甚至比它们看上去的还要令人印象深刻。)

两家公司在加利福尼亚州的行驶里程和脱离接触方面均遥遥领先于其他所有公司。尽管这只是他们所做工作的有限快照,但大多数专家认为它们是总体上领先的程序。5)自动驾驶汽车不会杀死女人吗?那是怎么发生的?自动驾驶汽车涉及哪些安全问题?2018年3月18日,这是自动驾驶汽车首次撞倒行人。一辆Uber的汽车上有一名安全驾驶员,方向盘后方撞死了Elaine Herzberg,一名49岁的妇女在亚利桑那 州坦佩市的街道上骑着自行车过街。

该事件提醒人们,自动驾驶汽车技术还有很长的路要走。有人很快指出,人类经常在驾驶时杀死其他人,即使自动驾驶汽车比人类安全得多,自动驾驶汽车也会发生一些致命事故。就事实而言,这是真的。但这错过了关键点。人类驾驶每行驶1亿英里都会造成一次致命事故。Waymo是行驶英里数的领导者,最近行驶了2000万英里。它尚未发生致命事故,但鉴于其汽车行驶的里程数,现在要证明它们与人类驾驶员一样安全甚至还为时过早 。

2017年3月28日,Uber自动驾驶汽车驶过旧金山第五街的交通。优步没有行驶那么多英里, 并且发生了致命事故。该公司没有公布具体数字,但去年的首次公开募股文件显示,该公司已经行驶了“数百万英里”。没有具体数字很难说,但是很想知道 Uber的行车记录是否比人类的差很多。

此外,对赫茨伯格(Herzberg)逝世的回顾表明,犯了许多可预防的错误。国家运输安全委员会(National Transportation Safety Board)于2019年12月发布的事故报告发现,近距离摄像头和超声波传感器“在撞车时并未使用。”

此外,该系统还存在错误警报问题-在不存在危险情况时检测到危险情况-已被编程为“一秒钟的时间,在此期间ADS [自动驾驶系统]会 抑制计划的制动,而(1)系统验证所检测到的危险的性质并计算替代路径,或者(2)车辆操作员控制车辆。” 因此,即使汽车检测到危险,它也不会刹车-可以避免发生碰撞或减少致命的碰撞-而是继续精确地进行了整整一秒钟。

该系统的设计假设行人只有在人行横道时才可以过马路,因此当一个人不使用人行横道时,便无法识别她。更糟糕的是,当系统不清楚某个对象是否为自行车时(就像Herzberg一样),它无法保留有关该对象如何移动的任何信息。该系统在撞击发生前整整六秒钟就感觉到了她的存在,但在以致命的速度与她发生碰撞之前,什么也没做(除了可能在最后十分之一秒内刹车)。

这些都是可以避免的失败。作为回应,Uber将汽车停在了道路上,并在一年后通过彻底改变的计划重返无人驾驶汽车试验阶段。“我们已经从两次安全审查中实施了关键的安全改进,与更大的自动驾驶行业分享了我们的经验,并接受了NTSB的建议,即实施如今正在实施的安全管理系统,” Uber的自动驾驶汽车Nat Beuse安全负责人 在回应置评请求的声明中告诉Vox 。“在展望未来时,我们将继续把安全放在我们做出的每个决定的中心。”

尽管如此,无人驾驶汽车的致命事故仍将继续发生,而不仅仅是Uber。国家运输安全委员会的一份报告将特斯拉的自动驾驶系统牵连到另一起致命的2018年事故中; 当驾驶员将手从方向盘上移开时,汽车驶入一个混凝土隔板并撞毁致死。

尚未对最近发生的三起特斯拉致命车祸进行全面调查。根据NTSB主席罗伯特·萨姆沃尔特(Robert Sumwalt)的说法,问题在于驾驶员认为Autopilot让他们在不应该的时候将注意力转移到了路上。全自动驾驶汽车将不会有问题,但现在可能是一个重大问题。正如我之前所写,在道路上驾驶优质的自动驾驶汽车可以挽救数十万人的生命。但是要使汽车达到足以挽救生命的水平,还需要大量的工程工作。

6)自动驾驶汽车对环境有好处吗?一些拥护者认为无人驾驶汽车将对环境有利。他们声称, 通过减少不必要的汽车拥有量并将社会转变为大多数人不拥有汽车,而 在需要时只要求一辆汽车的模式,他们可以减少乘车旅行。此外,其他人认为,驾驶员的驾驶方式很浪费-用力制动,用力加速,使发动机空转,这些都会消耗燃料,这是计算机可以避免的。

但是,随着自动驾驶汽车越来越接近现实,这些声称的好处中的大多数似乎已经开始变得不太可能了。没有太多证据表明计算机比人类具有更高的燃油效率驱动程序。有一个小的研究表明自适应巡航控制系统提高效率一点(5%到7%), 但有没有别的不止于此。此外,研究人员检查了行驶的里程更省油的汽车的影响,结果发现,在许多情况下,人们驾驶更届时汽车得到更省油 -因此拥有更高的燃油效率,自动驾驶汽车可能并不意味着他们生产降低排放。

一项试图估算自动驾驶汽车对汽车使用行为影响的研究通过向一个拥有自动驾驶汽车服务的家庭支付一周的费用,并告诉他们按照自己的方式对待汽车服务公司,来模拟一个拥有自动驾驶汽车的家庭。拥有一辆可以自行驾驶的汽车。结果?他们进行了更多的汽车旅行。

仍然有可能发生向低速行驶世界的一些重大转变。对一个星期的驾驶习惯进行的研究不足以肯定地解决这个问题。进行该研究的研究人员正在准备将来的研究,这些比较可能会得出更令人鼓舞的结果。

7)因此,如果它们不一定更安全并且不一定绿色,我们为什么还要这样做?以上几节可能会激发一些悲观情绪,但是有很多理由让自动驾驶汽车感到兴奋。它们可能使 老年人和无法安全驾驶的残疾人的生活更加轻松。它们 可能为当前被迫拥有汽车前往任何地方的人们提供更好,更安全,更便宜的选择。额外的研究和开发将使它们更安全-一旦问题得到解决,自动驾驶汽车就有可能比人类驱动的汽车更安全。

从某种意义上说,我们正处在一个尴尬的过渡时期,我们想要无人驾驶汽车并不是一个简单的积极因素。无论如何,研发仍在进行中,主要是因为无人驾驶汽车可能是 第一个将其投入使用的公司的金矿。当竞争对手仍在努力追赶时,他们将有可能在乘车,出租车和卡车市场建立自己的地位,然后他们将从进一步改善汽车行驶距离中受益。

一项技术在被首次发明时是危险的且几乎不值得它,并最终被提炼成现代生活的重要组成部分并不少见。最初的飞机很危险,在商业上也毫无用处,但是我们从那开始进行了重大改进。8)政策在自动驾驶汽车的发展中起什么作用?没有关于自动驾驶汽车的联邦法律。政策方面的许多行动大部分是在州一级进行的。围绕自动驾驶汽车的法律因州而异,有29个州已通过立法。

无人驾驶汽车的开发大多发生在对它最友好的州,尤其是加利福尼亚州和亚利桑那州,很容易想到一些州在其他州变得司空见惯后很长时间就禁止自动驾驶汽车,尤其是在他们的安全案例中不是灌篮高手。

当无人驾驶汽车首次提出时,我听到很多人担心监管机构会不必要地推迟其实施。到了2016年,显然还没有过去。确实,在某些情况下,监管机构可能过于宽容-例如,鉴于Uber撤出汽车并制定新的安全程序,看来杀死Elaine Herzberg的那辆车根本不该上路。

政策可能还会影响自动驾驶汽车 对环境的好坏。例如,在高额汽油税下,碳排放的社会成本可以反映在使用 自动驾驶汽车的价格中,而这些钱可以 用于适应气候变化和清洁能源。但是现在,我们的交通政策对驾车的社会成本并没有做任何事情,而且这个问题只会在无人驾驶汽车让更多人上路的情况下恶化。

9)那么我们什么时候才能获得自动驾驶汽车?从某种意义上说,多年来我们一直在“无人驾驶”汽车领域保持“亲密”关系。 自2017年以来,Waymo就一直在亚利桑那州进行测试,这是自2017年以来一直在进行的工作。Cruise推迟了2019年推出其自动出租车服务,但认为可能在2020年发生。今年早些时候,该公司推出了一款没有方向盘 ...也没有时间表,何时可以销售。

特斯拉(Tesla)的定期软件更新使Autopilot高速公路自动驾驶性能更好,但仍远远不足以实现全自动驾驶。当然有怀疑者。最近,大众汽车公司首席执行官表示,全自动驾驶汽车可能“ 永远不会发生”。特斯拉Model 3配备了部分自动驾驶系统,于2020年1月9日在比利时布鲁塞尔的布鲁塞尔博览会上展出。

考虑到已经取得的进展,这可能是一个过于苛刻的预测。但是,对于一个典型的美国人来说,很难准确估计出自动驾驶汽车真正要花多长时间才能实现,这既是因为没人知道,也因为公司有动力公开乐观估计。这些公司夸耀 自己的进步,但 不发表不幸。时间表延误了,并且计划变更通常只有在很明显无法按时完成之后才被公开承认。

同时,公司很可能在尚未准备就绪的情况下将汽车停放在路上。他们深知,像Uber一样,杀死某人不仅可怕,而且可能会给他们的生意带来厄运。因此,有足够的动力说一些乐观的话而不是真正发动。不难想象至少在有限的情况下他们会在今年晚些时候到来。不难想象,最后期限将再推迟三到四年。自动驾驶汽车正在路上。他们比一年前更近。他们什么时候真正到达这里是任何人的猜测。
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