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无人驾驶汽车的100年历史

本文作者:雷锋字幕组 2020-09-08 16:13
导语:到2050年左右,大部分人类自主驾驶的汽车将会消失。一群更小、更智能、形状和尺寸各异的自动驾驶汽车将取代它们。


无人驾驶汽车的100年历史

字幕组双语原文:无人驾驶汽车的100年历史

英语原文:The 100-Year History of Self-Driving Cars

翻译:雷锋字幕组(李珺毅西西180


无人驾驶汽车的100年历史

上图这张老式插图描绘了这样一个场景:一家四口在他们未来感十足的无人驾驶电动汽车中玩多米诺骨牌。

第一辆自动驾驶交通工具其实是帆船。几个世纪的航海经历,使得古代的水手们为了生存而设计出各种运用自然力量的工具,它们虽然简单但可以精巧的解决问题,比如至今仍在使用的帆船。

想要驾驶帆船,你只需要拿到三角帆索(通过控制绳索使船小幅度的逆行),穿过滑轮回到夹板上。通过绑在舵上的绳索操控航行(操控船的一根杆)。当风迎面吹来的时候船就开始在风中打转,船的副臂将拉起穿过滑轮的绳索并且快速转动船舵,船身就会到相反的方向。

聪明的海员们用这种技巧摆脱航海时代长时间掌舵的痛苦,即便在天气很冷的时候也能驾驶它。当帆船溅起白色的水花,你会享受得像坐在火车上一样。当舵被用在第一批船只上时,这项古老的技术并没有实现从海上到陆上的飞跃——尽管我们可以想象为了实现它需要做的那些可怕徒劳的尝试。直到1891年,奔驰引入了方向盘,这个事情才得以解决。

当回到大陆上,机器取代牲畜时,自动驾驶实际上变得更加困难。与牲畜的肌肉力量相比,机动化是一个巨大的进步,但这是以牺牲脑力为代价的。长期以来,骑马的人,甚至是车夫,在马背上睡觉早已变得司空见惯。那些尽职尽责的动物只会在这条路上一直走下去,或者在路上戛然而止。     

但是,汽车和卡车类似机械装置需要驾驶员们不间断地驾驶它们。随着它们人气的飙升,加上它们的重量和速度带来的风险越来越大,催生了各种实验性的自动转向方案。1925年,一辆遥控汽车在纽约展出,让人们看到了即将到来的无人驾驶汽车,这让公众既兴奋又害怕。据《纽约时报》报道,这位被乐观地命名为“美国奇迹”的男子驾车,面对着数千名围观者在百老汇大街上巡游。 

在1920年代,机动车辆每年夺走数万人的生命,死亡率比今天高18倍。这项新技术有望使城市街道再次变得安全。但这些希望很快就破灭了,因为这台“未来”汽车的驾驶员先是在第六十二街失控,过了一会儿又在哥伦布环岛失控,最后这台想要成为”奇迹”的汽车撞上了另一辆车。

当回到大陆上,机器取代牲畜时,自动驾驶实际上变得更加困难。与牲畜的肌肉力量相比,机动化是一个巨大的进步,但这是以牺牲脑力为代价的。长期以来,骑马的人,甚至是车夫,在马背上睡觉早已变得司空见惯。那些尽职尽责的动物只会在这条路上一直走下去,或者在路上戛然而止。     

但是,汽车和卡车类似机械装置需要驾驶员们不间断地驾驶它们。随着它们人气的飙升,加上它们的重量和速度带来的风险越来越大,催生了各种实验性的自动转向方案。1925年,一辆遥控汽车在纽约展出,让人们看到了即将到来的无人驾驶汽车,这让公众既兴奋又害怕。据《纽约时报》报道,这位被乐观地命名为“美国奇迹”的男子驾车,面对着数千名围观者在百老汇大街上巡游。 

在1920年代,机动车辆每年夺走数万人的生命,死亡率比今天高18倍。这项新技术有望使城市街道再次变得安全。但这些希望很快就破灭了,因为这台“未来”汽车的驾驶员先是在第六十二街失控,过了一会儿又在哥伦布环岛失控,最后这台想要成为”奇迹”的汽车撞上了另一辆车。  

尽管出现了这些早期失误,但汽车行业仍在幻想着有朝一日能遥控汽车。在1939年的世界博览会上,通用汽车公司的Futurama展品展示了美国城市巨大的机动立体模型。自动驾驶汽车,卡车和公共汽车在自由流动的高速公路上纵横交错,遍布在细长的摩天大楼之间。甚至还有一座“交通管制塔楼”,正如未来城市的设计师所想象的那样,调度员将通过无线电指挥成千上万辆汽车的行驶。到1950年代,嵌入在路面中的导丝已取代无线电,成为遥控车辆的首选技术。具有讽刺意味的是,美国无线电公司(RCA)在20世纪50年代首次成功地演示了这种方法。

这些早期的原型机显示了自动驾驶的技术可行性,但是它们的高成本和对此类功能的低迷需求意味着无线电控制和有线引导汽车都不会流行。有人认为,引导车辆高速公路行驶的价格高达每车道英里20万美元。如果完全建成,此道路升级的可能会增加州际公路系统建设成本的40%以上,该系统已经是美国历史上最大的公共工程项目。与此同时,尽管长时间或深夜驾车的危险性很高,汽车制造商仍然受到了消费者驾车的追捧。他们专注于生产性能强劲、驾驶起来令人兴奋的新型汽车。 

这些早期的梦想设想了一个能基于外部引导的无人驾驶的未来蓝图。但到了20世纪60年代,重点已经转移到利用计算机的新技术来设计能够真正独立自主驾驶而不需要外界的帮助的汽车。在斯坦福大学(Stanford University),研究人员第一次制造出了使用摄像头观察、计算机导航的机器人。在高度控制的实验中,这些早期的机器人会沿着白线行驶,避开路上的障碍物。 

自动驾驶并没有长期局限在实验室里。随着cpu和图像处理技术的改进,因此到20世纪70年代末,筑波大学机械工程实验室的工程师们能够在日本的道路上测试世界上第一辆自动驾驶乘用汽车。这些首批自动驾驶汽车以最高时速20英里的时速行驶,使用两个摄像头来从视觉检测街道标记。上世纪80年代,这一行动转移到了欧洲,西德武装部队大学(Armed Forces University)教授恩斯特•迪克曼斯(Ernst Dickmanns)用自己设计的自动驾驶设备改装了一辆梅赛德斯-奔驰(Mercedes-Benz)货车,与汽车巨头戴姆勒(Daimler)展开了长达10年的合作。

最终,轮到了美国人,卡内基·梅隆大学(Carnegie Mellon University)在1990年代率带头。随着制造自动驾驶机器的竞争在全球范围内蔓延,软件迅速改进,计算机变得越来越快,从而开辟了新的可能性。到十年代末,在美国、德国和日本,第一次在自动控制下的越野旅行被记录在案。  

自动驾驶发展最紧张的时期即将到来,在2000年代初期,五角大楼对这项新兴技术的兴趣日益浓厚 为了集中分散的研究小组的努力,并促进与国防和汽车工业更紧密的联系,国防高级研究计划局(美国军方最独立的研究资助机构)在2004年、2005年和2007年组织了一系列公开竞赛 这些被称为“大挑战”的项目提供了数百万美元的奖金和无价的声望,并吸引了来自学术界和产业界的数十支团队。

在他们把最好的硬件和软件进行测试后,竞争对手们从远处观看他们的自动驾驶车辆试图穿越开放的乡村和设置在一个废弃的军事基地后面更远的郊区。2004年的比赛在没有获胜者的情况下结束-没有参赛者到达终点。 但是一年后,斯坦福大学的获奖车辆获得了200万美元的奖金。  

DARPA的竞赛加速了无人驾驶汽车的发展。斯坦福大学在2005年取得的第一名是它在道路图像处理方面开创性地使用了机器学习的结果。机器学习是一种人工智能编程技术。但更重要的是,比赛将注意力集中在了新兴技术的可能性上。军方对自动驾驶汽车的兴趣日益浓厚,因此没有人会感到震惊。但是,潜在的民用应用引发了人们突然的猜测。这是第一次,自动驾驶技术的实际商业应用似乎触手可及。   

这给汽车行业敲响了警钟,但并不是所有人都听的到。大多数公司的注意力都集中在2007 - 2008年的金融危机和随后的全球衰退上。特别是美国的汽车制造商,在利用自动驾驶的机会时,需要大量的投资才能从实验室最后推广应用到市场。汽车制造商要么破产,要么接受联邦政府的救助。相反,硅谷前进了。 到2009年,斯坦福大学获奖团队的负责人塞巴斯蒂安·特伦(Sebastian Thrun)领导了Google的新自动驾驶汽车项目。这家搜索巨头在Android上押注了很大的钱,它的手机操作系统非常成功。 看起来,汽车可能会成为下一个大型计算平台。Google可以对汽车软件的未来提出主张吗? 在首席执行官兼联合创始人拉里·佩奇(Larry Page)对自动驾驶的终生兴趣的支持下,这似乎是明智之举。  

无人驾驶汽车的100年历史

 2015年5月13日,一辆新的Google自动驾驶汽车将在加利福尼亚山景城的Google X上展出。

照片:Kim Kulish / Getty Images

谷歌的举动花了几年的时间才被人们接受,但一旦它被接受,不仅在汽车行业,而且在计算机和出租车行业都是如此。突然之间,每一家主要汽车制造商、每一家叫车公司,以及苹果(Apple)等相互竞争的云软件巨头,都迅速动员力量开发自动驾驶汽车 当内部项目无法产生令人信服的结果时,许多公司只是收购有前景的初创公司,以获得所需的技术。仅在2016年和2017年的两年时间里,自动驾驶汽车技术就投入了约800亿美元。 

最大的一笔交易是,英特尔在2017年惊慌失措地收购了计算机视觉先驱Mobileye,这家以色列的计算机视觉系统制造商的估值达到了惊人的150亿美元。随着这一并购热潮的展开,将汽车制造商和科技行业联系在一起的合作伙伴和交叉持股网络变得更加错综复杂。世界上最大的两个消费行业——计算机和汽车——已经在彼此身上看到了自己的未来。但他们无法决定是要聚在一起,还是互相狼吞虎咽。

到2018年,他们的辛勤工作和高额融资终于有了回报。去年12月,谷歌衍生公司Waymo在亚利桑那州的钱德勒悄悄推出了全球首个真正的无人驾驶出租车服务。在Tsukuba首次试驾无人车40多年和招聘Thrun近10年后,该公司开始接受无人驾驶汽车穿越凤凰城郊区的请求。报道称,这家科技巨头已经拨出超过100亿美元来建立自己的自动驾驶帝国。 终于,自动驾驶漫长而痛苦的诞生终于结束了。  

1903年1月12日,《纽约时报》报道:“世界上第一个大型汽车展览会开幕,“用马车几乎不可能完成的任务,用汽车做得更好,甚至可能更好。” 其展品位于麦迪逊广场花园内的门旁和第二十六街和麦迪逊大道。一个世纪后的《泰晤士报》仍在关注此事,这一次,它以同样的热情兜售自动驾驶时代的工程奇迹。专栏作家大卫莱恩哈特在2018年写道:“在我驾驶半无人驾驶汽车的第四天,我已经准备好向未来飞跃。

记录在案的纸张并不孤单。就像汽车一样,电动汽车引发了人们对新技术对个人和社会益处的大胆猜测。但这对未来有什么好处呢?

首先,自动驾驶技术的拥护者表示,自动驾驶技术可以消除几乎所有由汽车造成的死亡。据估计,20世纪有6000万人死于车祸。这远远超过第二次世界大战期间所有军事和平民死亡事件。 但是,即使汽车变得更加安全,杀人仍在继续,因为汽车传播到了缺乏熟练驾驶员和交通法规的新国家。随着中国和印度汽车使用量的激增,全球每年都有140多万人死于交通事故,发生在事故中的人足以填满德克萨斯州达拉斯这样大的一座城市;还有像伯明翰(英国)或神户(日本)这样的城市。倡议者称,这些事故中的绝大多数本可以通过自动驾驶技术避免。

其次,自动驾驶的支持者吹嘘道,我们所知道的交通拥堵将会消失。过度拥挤的道路会造成巨大的经济损失,而且在移动电话中嵌入了位置追踪设备,这种损失比以往任何时候都更容易衡量。利用这些手机留下的大量旅行记录,远程信息处理公司Inrix估计,仅在美国,司机在交通上浪费的时间每年就超过3050亿美元,即每个司机近1500美元。对于自动驾驶汽车的观点是,由于更快的制动反应,软件驾驶的汽车但是,软件驾驶的汽车可以在高速公路上将更多的车挤得更近,自动驾驶可能还会通过简单地将人口分散到更远的地方,在更广阔的土地上扩大定居点来减少某些瓶颈。处于自动驾驶汽车上的乘客,可以将旅行时间用于工作或休闲,而不是盯着道路行驶,这是他们就会想到,长时间乘车去不拥挤的区域是一件很轻松愉快的事。

第三,倡议者希望不会有人被自动驾驶汽车抛在后面。汽车在20世纪为数亿人提供了出行便利,但是当汽车的成功分散了人口,并抽走了公共交通的资金时,许多人发现自己在自由出行方面面临着新的障碍。仅在美国,就有超过2500万人患有残疾,限制了近六分之一的劳动力的出行。自动驾驶技术不仅将把汽车旅行带给那些身体上没有能力开车的人,它还将为老年人、年轻人和那些自己买不起车的人提供新的旅行选择。随着残疾人不再作为局外人进入劳动力市场,随着老年人更容易获得医疗服务,随着儿童享受到更广泛的教育机会,社会和经济利益可能是巨大的。

你会问,这个乌托邦什么时候会到来?今天,自动驾驶仍然是一个新鲜事物。尽管开车有很多麻烦、危险和烦恼,但对于这项新技术,我们仍然是最具成本效益的。到你读到这篇文章的时候,在本世纪20年代初,即使最疯狂的预测成真,在世界高速公路、街道和人行道上行驶的真正的自动驾驶汽车也将不到100万辆。但在接下来的十年里,自动驾驶车辆的数量注定会快速增长。到2030年,全球智能汽车、卡车和公共汽车的总人数可能会达到数千万。它们将与大约20亿人类驾驶的汽车和卡车一同在道路上行驶(误差几亿)。即便如此,在全球汽车数量中,自动驾驶车辆似乎也只是一个零头。但是,这场革命将以惊人的、外科手术般的精确和压倒性的力量迸发开来。就像赛博朋克小说家威廉·吉布森曾经说过的一句名言,未来已经在这里,只是它不是均匀分布的。

无人驾驶汽车的100年历史

2016年9月13日在宾夕法尼亚州匹兹堡的Uber先进技术中心展示了Uber自动驾驶汽车的飞行员模型。

 照片:AFP/Stringer/Getty Images

我们首先注意到的变化将发生在出租车上。大多数市场分析人士认为,到2030年,工业化国家的所有出租车都将实现自动化。在美国,这一数字是30万辆。加上所有的Ubers和Lyfts,总数接近1,000,000。无人驾驶出租车从我们的机场和度假胜地蜂拥而出,穿过我们最喜爱的市中心,可能会成为一代人的自动化面孔,并会成为每年数十亿乘客无人驾驶出行的首选方案。无人驾驶出租车的出现,可能会从根本上改变消费者对汽车的看法。只要轻轻一点击,电脑司机就能上路,而且机器人出租车的代价非常便宜,人们可能会完全放弃拥有汽车。如果我们一起来做这个转变,将需要更少的车辆来运送同样数量的人,就像今天的私家车。

但这种一线希望可能不会成为现实。自动化也将使得私家车更加有用,而软件将从根本上减少私家车的麻烦。 仔细考虑一下。自动驾驶汽车为您提供的不仅仅是开车服务,它们还将自己停车,带自己到车库去加油和维修,以及支付自己的保险费(当然是用您的钱)。 我们很可能会简单地将愚蠢的汽车换成智能汽车,然后继续像这样四处兜风。

从长远来看,我们可能会看到两种情况的混合。到2040年,即使共享的自动驾驶汽车占据主导地位,新车销量下降50%,这是一个翻天覆地的变化,汽车制造商仍将每年在全球生产大约3000万辆自动驾驶汽车。其中一半将在中国,另外四分之一将在美国,剩下的将分散在欧盟,日本和新兴市场。然而,尽管汽车制造业务萎缩,使用汽车、面包车、小型摩托车和其他产品的业务将会增长。如今价值2万亿美元的全球汽车制造业所剩下的,将被并入一个更大的个人交通服务市场,预计到本世纪中叶,这个市场的年规模将达到7万亿至10万亿美元,大致相当于今天整个欧盟的经济规模。仅Waymo一家公司就希望在2030年前占据1.7万亿美元的年市场份额。但优步、亚马逊和阿里巴巴,更不用说福特、通用和大众等公司,不会轻易放弃这块新疆域。他们对未来的自动驾驶服务业务也有自己的规划。

因此,尽管无人驾驶革命从涓涓细流开始,但不久之后,这种缓慢的滴水将变成洪流。到2050年左右,大部分人类自主驾驶的汽车将会消失。一群更小、更智能、形状和尺寸各异的自动驾驶汽车将取代它们。有些是私人的,有些是共享的。有的能承载一个人,有的能承载上百个甚至更多。许多汽车可能根本不载人,而是忙于穿梭在由网上购物的成功,所释放出来的源源不断的商品洪流中。有些仅仅通过观察我们的城市布局或指挥交通来帮助我们。总而言之,我们多样化的自动驾驶车辆将比我们今天的汽车行驶更多的里程。

人们很容易把无人驾驶革命看作是20世纪汽车的重演,只不过规模更大,是计算机精心设计的。但是,过去的一切都无法使我们为即将到来的事情做好准备。全速前进,变化的步伐将使我们迷惑不解。在美国,从1920年汽车开始大量涌入城市,到1980年,汽车的全面机动化花了大约60年的时间。接下来的40年,从1980年到2020年,是一个饱和时期。

通勤者花在路上的平均时间增加了近两倍,交通拥堵造成的经济损失增加了十倍,达到每年1660亿美元。我们花了很多时间寻找限制汽车使用的方法,并投资于替代品。

但是自动驾驶可以在短短20到30年内发它的作用-这正是一代人的时间跨度。 如果我们的汽车历史确实能让我们学习到了什么,那就是我们在无人驾驶革命中发现的未来不会是我们所期待的。


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