第一篇：TED演講-2015 克里斯-厄姆森 無人駕駛汽車是如何看清路況的

TED演講克里斯·厄姆森: 無人駕駛汽車是如何看清路況的

在1885年，卡爾本茨發(fā)明了汽車。那年年末，他把車開出去進(jìn)行第一次戶外測(cè)試, 然后——真實(shí)是——他撞墻了。在過去的130年里，我們一直在為汽車的最薄弱環(huán)節(jié)，駕駛員，做著努力。我們把車做得更堅(jiān)固, 我們?cè)黾恿税踩珟В黾恿税踩珰饽摇Ｔ谶^去十年里，我們開始讓車變得更智能, 是為彌補(bǔ)駕駛員方面的缺陷。

那么，今天我將給大家講講，用駕駛員輔助系統(tǒng)解決問題，和真正使用全面自動(dòng)駕駛汽車的區(qū)別，以及它們對(duì)世界的貢獻(xiàn)。我也會(huì)介紹一下我們的車，讓你們了解它是如何觀察這個(gè)世界的，以及如何應(yīng)對(duì)各種情況，但首先我先說說存在的問題。這是個(gè)很嚴(yán)重的問題，每年全世界都有120萬人因交通事故喪命。僅僅在美國(guó)，每年就有3萬3千人死于車禍。換個(gè)方式說, 等同于每天都有一架737飛機(jī)失事。有點(diǎn)不可思議。汽車賣給我們后應(yīng)該是這樣一番景象，但事實(shí)上，駕駛過程通常是這樣。對(duì)吧？這不是晴天，是雨天，而且除了開車，你還想做點(diǎn)別的事情。原因就是：交通狀況變得越來越糟。在美國(guó)，從1990年到2010年, 交通工具的里程數(shù)增加了38%。而我們只增修了6%的路, 所以不單單是你的感覺如此。交通狀況的確比以前糟糕得多。

所有的這一切也都伴隨著人力成本。如果你把在美的平均通勤時(shí)間，約50分鐘，乘以我們的1億2000萬工作者, 結(jié)果就是60億分鐘，每天會(huì)被浪費(fèi)在路上。這是個(gè)很大的數(shù)字，那么我們換個(gè)方式, 你把這60億分鐘，除以人均壽命，得出數(shù)字是162個(gè)生命周期。僅僅從A地到B地，每天就有這么多生命白白浪費(fèi)掉了。太難以置信了。當(dāng)然，我們當(dāng)中還有一些人無法享有坐到車流中來的權(quán)利。這個(gè)人叫史蒂夫。他是個(gè)很有才能的人。但很不幸，他是盲人，這意味著本來早上上班路上的30分鐘，變成了兩個(gè)小時(shí)的各種轉(zhuǎn)乘公共交通的折磨，或者是請(qǐng)求朋友或家人載他一程。他并沒有像你我一樣想去哪兒就去哪兒的自由。我們應(yīng)該改變這種現(xiàn)狀。

現(xiàn)在，傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為, 我們應(yīng)該使用駕駛員輔助系統(tǒng)，然后不停改進(jìn)它們, 總有一天，它們能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)駕駛。事實(shí)上我今天來就是想告訴你們，這就跟如果我努力練習(xí)彈跳，有一天我就能飛翔一樣不現(xiàn)實(shí)。我們需要做點(diǎn)不同的東西。我會(huì)跟你們介紹自動(dòng)駕駛系統(tǒng)和駕駛員輔助系統(tǒng)的三個(gè)不同方面。我先從自己的經(jīng)歷說起。

在2013年，我們進(jìn)行了第一次自動(dòng)駕駛測(cè)試，讓普通人來操作。算是普通人吧——他們是100名谷歌員工，但他們沒有參與開發(fā)這個(gè)項(xiàng)目。我們把車給他們，讓他們?cè)谌粘Ｉ钪惺褂谩５c真的自動(dòng)駕駛汽車不同，這一輛得加個(gè)星號(hào)上去：他們得留多個(gè)心眼兒，因?yàn)檫@只是一輛試驗(yàn)車。我們雖然進(jìn)行了很多測(cè)試，但還是有風(fēng)險(xiǎn)。我們對(duì)他們進(jìn)行了兩個(gè)小時(shí)的訓(xùn)練，然后讓他們進(jìn)行實(shí)際操作，然后我們得到了一些很好的反饋，因?yàn)橛腥税旬a(chǎn)品帶到現(xiàn)實(shí)中來了。每個(gè)人都對(duì)它贊不絕口。事實(shí)上，在第一天有一個(gè)保時(shí)捷駕駛員進(jìn)來跟我們說，“這實(shí)在是太無厘頭了。你們到底怎么想的？”但最后，他說，“不單是我需要它，每個(gè)人都需要有一輛，大家的車技都太爛了。”這番話就是我們的福音，然后我們開始觀察人們?cè)谲嚴(yán)锒荚谧鍪裁矗孀屓舜箝_眼界。我最喜歡的故事，是一位先生低頭看手機(jī)，發(fā)現(xiàn)手機(jī)快沒電了，然后他在車?yán)镞@樣轉(zhuǎn)過身，在背包里四處摸索著，拿出他的筆記本電腦，放到副駕駛座位上，再轉(zhuǎn)過身，又摸了一通，拿出手機(jī)充電線，理一下線，插進(jìn)電腦里，連上手機(jī)。棒極了，手機(jī)有電了。而他那時(shí)正行駛在時(shí)速65英里的高速上（約104公里每小時(shí)）。能想象到嗎？太難以置信了。所以我們想了想，說，這挺明顯的對(duì)吧？科技越來越發(fā)達(dá)，駕駛員就不需要太負(fù)責(zé)任。所以只是把車變得更加智能，并沒法讓我們看到真正需要的成功。我在這里要暫時(shí)說一點(diǎn)技術(shù)上的東西。在這張圖上，底部的線代表著在不必要的時(shí)候制動(dòng)剎車發(fā)生的頻率。你可以忽略這條軸的大部分.因?yàn)槿绻阍诔抢镩_車，然后車時(shí)不時(shí)自己停下來。你永遠(yuǎn)都不會(huì)買這輛車。豎直的軸線表示車會(huì)在你需要避免事故時(shí)采取制動(dòng)剎車的頻率。如果我們看左下角, 這是你們正在開的普通汽車。它不會(huì)自動(dòng)為你剎車，也不至于剎車失靈，但它無法為你避免事故。如果我們把駕駛員輔助系統(tǒng)裝進(jìn)車?yán)铮热缯f撞擊緩沖剎車系統(tǒng)，我們會(huì)導(dǎo)入一系列的科技，也就是這條曲線，它有了一些操作屬性，但也不會(huì)完全規(guī)避事故，因?yàn)樗鼪]有這個(gè)能力。但我們會(huì)在曲線上取某個(gè)點(diǎn)，也許它可以避免一半因駕駛員失誤引起的事故。挺贊的，對(duì)吧？我們可以減少一半的交通事故。這樣每年在美國(guó)就有1萬7千人幸免于難。

但如果我們想要一輛自動(dòng)駕駛汽車，我們需要一條這樣的曲線。我們得在車?yán)锛友b更多的傳感器，然后在這里挑某個(gè)操作點(diǎn)，在這個(gè)點(diǎn)上基本永遠(yuǎn)不會(huì)有事故發(fā)生。多少還是會(huì)發(fā)生，但概率極低。現(xiàn)在我們可以看看這里，探討一下是否有所增加，我會(huì)提到比方說“80-20規(guī)則”，而且很難再上升了。但讓我們暫時(shí)從另一個(gè)角度看一看。我們看看這種科技應(yīng)用的頻率多高。這個(gè)綠點(diǎn)表示駕駛員輔助系統(tǒng)。調(diào)查發(fā)現(xiàn)人類駕駛員因?yàn)樽陨礤e(cuò)誤導(dǎo)致的交通事故，在美國(guó)是每10萬英里（約16萬公里）發(fā)生一次。對(duì)比之下，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)約在每秒會(huì)自行做10次決定。所以就數(shù)量級(jí)而言，約是每英里（1.6公里）1000次。如果你對(duì)比一下兩者的差距，就是10的八次方，對(duì)吧？ 8個(gè)數(shù)量級(jí)，這就像拿我跑步的速度和光速比較，即便我再刻苦訓(xùn)練，也永遠(yuǎn)達(dá)不到光速。所以這個(gè)跨度非常大。

最后，就是這個(gè)系統(tǒng)如何處理不確定性。那么這個(gè)行人可能會(huì)走到路上，也可能不會(huì)。我不確定，也沒有任何算法能確定，但對(duì)于駕駛員輔助系統(tǒng)來說，這意味著它無法采取措施，因?yàn)槿绻陬A(yù)期之外采取制動(dòng)，是完全不合適的。但自動(dòng)駕駛系統(tǒng)則會(huì)觀察行人，然后說我不知道他們要做什么，于是減速，再仔細(xì)觀察，然后采取適當(dāng)措施。

所以這就比駕駛員輔助系統(tǒng)要安全得多，那么以上的例子就足以體現(xiàn)這兩者的區(qū)別了。現(xiàn)在我們?cè)倩c(diǎn)時(shí)間聊聊車是如何觀察環(huán)境的。

這是我們的車。它從識(shí)別自己的位置開始，通過將它的地圖和傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加，然后我們?cè)偌由纤?dāng)時(shí)看到的東西，所以在這里所有你能看到的紫色盒子是路上的其他車輛，旁邊紅色的物體則是一位騎單車的人，如果你再仔細(xì)點(diǎn)看，在遠(yuǎn)處，你能看到一些錐形路障。這樣我們就能知道汽車現(xiàn)在的位置了，但我們還得再改善：我們得預(yù)測(cè)將發(fā)生的事情。這里右上角的小卡車正準(zhǔn)備換到左道, 因?yàn)榍懊娴穆繁环饬耍运民傠x原車道。能知道一輛小卡車的軌跡確實(shí)不錯(cuò), 但我們真正需要的是了解每個(gè)人的想法, 所以問題就變得十分復(fù)雜了。了解這些之后，我們就可以算出汽車該如何應(yīng)對(duì)，該跟隨哪條線路，要多快實(shí)現(xiàn)減速或者加速。所有的這一切最終都會(huì)變成跟隨一條路徑：向左或還是右打方向盤，踩剎車還是油門。所有的一切最終都簡(jiǎn)化成了兩個(gè)數(shù)值，那這能有多難呢？

在2009年我們剛開始測(cè)試的時(shí)候，我們的系統(tǒng)看起來是這樣的。你能看到我們的車在中間，路上還有其他盒子，同時(shí)在高速上行駛著。這輛車需要知道自己的位置以及其他車輛的大概方位。基本上就是一種幾何的分析方式。當(dāng)我們開始在社區(qū)和城市道路上行駛時(shí)，問題又上升到了一個(gè)新的難度。你能看到行人在我們面前穿梭，還有汽車, 橫縱交錯(cuò)，還有紅綠燈，人行橫道。相比之下問題變得極度復(fù)雜。當(dāng)你把這個(gè)問題解決后，接下來汽車還得能應(yīng)付建筑施工。所以左邊的錐形路障會(huì)迫使汽車開到右邊，當(dāng)然不僅需要避開施工區(qū)域，它還得應(yīng)付在其間走動(dòng)的其他人。當(dāng)然，如果有人違規(guī)了，有警察在那里，汽車就得明白車上閃著燈意味著這不僅僅是一輛車，還有一位警官。類似的，這里路邊橘黃色的盒子，是校車，我們也得分開來處理。

當(dāng)我們?cè)诼飞蠒r(shí)，其他人會(huì)表達(dá)各種意圖：當(dāng)騎單車的人舉起他們的手臂，這就意味著他們希望有車能讓給他們點(diǎn)空間以便進(jìn)行換道。當(dāng)路中間站著一位警官，我們的車得明白這手勢(shì)是要你停下來，當(dāng)他們示意我們可以走了，我們才能繼續(xù)。

我們達(dá)成這些目標(biāo)，是通過和其他車輛分享數(shù)據(jù)。首先，最簡(jiǎn)單粗制的模型, 就是當(dāng)一輛車看到建筑施工地帶時(shí), 告知另一輛車，讓它駛上正確的車道以避免麻煩。但我們對(duì)此有更深的認(rèn)識(shí)。我們可以搜集車輛在一段時(shí)間內(nèi)看到的數(shù)據(jù)，數(shù)以千計(jì)在路上的行人，騎單車的人，以及其他車輛，了解他們的外形，再用之去推理其他車輛以及其他行人的外形。然后，更重要的是，我們可以從中得出一個(gè)模型, 預(yù)測(cè)所有交通參與者的去向。這里的黃色盒子是我們面前過馬路的行人。這個(gè)藍(lán)色盒子是個(gè)騎單車的人，而且我們預(yù)測(cè)他會(huì)一直保持在車輛右側(cè)。這里有個(gè)在路上騎單車的人，我們知道他會(huì)沿著路一直騎下去。這里有人右轉(zhuǎn)了, 而在這里，有人會(huì)在我們面前調(diào)頭，我們可以預(yù)測(cè)這個(gè)行為并安全應(yīng)對(duì)。

目前為止，對(duì)于我們見過的場(chǎng)景都沒什么問題，但當(dāng)然，你還會(huì)遇見很多之前沒見過的東西。幾個(gè)月前，我們的車輛在通過Mountain View（硅谷地名）的時(shí)候，就遇到了這樣的情景。這是個(gè)坐著電動(dòng)輪椅的女士, 在路中央繞著圈追趕一只鴨子。（笑聲）結(jié)果呢，在機(jī)動(dòng)車駕駛管理處的手冊(cè)里沒有一條告訴你該怎么做，但我們的車輛卻能靈活應(yīng)對(duì)，減速并安全通過。我們應(yīng)付的不只是鴨子, 看看這只飛過我們面前的鳥，汽車也會(huì)對(duì)之做出處理。這里還有一個(gè)騎車的, 估計(jì)除了在Mountain View，其他地方很難見到。當(dāng)然，我們還得應(yīng)付其他駕駛員，甚至那些幼齡的。注意右邊，那個(gè)從貨車上跳下來的人。現(xiàn)在，注意左邊綠盒子那輛車，它決定在最后的時(shí)刻右轉(zhuǎn)。這里，當(dāng)我們變道時(shí)，我們左邊的車也同樣想變道。還有這里，我們看到一輛車闖了紅燈，我們就先讓它通過。同樣這里，騎單車的人也闖紅燈了，不出所料，我們的車也能安全應(yīng)對(duì)。當(dāng)然還有一些莫名其妙的人，就像這家伙一樣，直接就從兩輛自動(dòng)駕駛汽車中竄出來。你會(huì)想問，“你腦子是怎么想的？”（笑聲）我已經(jīng)給你們看了大量的例子，我快速地講一下其中的一個(gè)案例。我們現(xiàn)在看到的還是騎單車的人，你們可能會(huì)發(fā)現(xiàn)在下面的視角，我們還看不到那個(gè)人，但車能看到：就是那里的小藍(lán)盒子, 這來自于激光數(shù)據(jù)。這并不是很容易理解，那么我接下來要做的，就是調(diào)出激光數(shù)據(jù)看一下, 如果你擅長(zhǎng)分析激光數(shù)據(jù)，你能發(fā)現(xiàn)曲線上的一些點(diǎn)，就在那兒，那個(gè)藍(lán)色小盒子就是騎單車的人。這會(huì)兒面對(duì)我們的還是紅燈，自行車道的燈已經(jīng)變黃了，如果你瞥一眼的話，就能看到了。但是騎單車的人，我們看到他準(zhǔn)備穿過這個(gè)十字路口，我們的燈已經(jīng)變綠，他的方向也變紅了，我們預(yù)期到這輛單車將會(huì)橫穿馬路。但不幸的是，我們旁邊的其他司機(jī)并沒有注意到。他們開始踩油門, 不過幸運(yùn)的是，騎單車的人及時(shí)避開了，然后平安地穿過了十字路口。之后我們才又繼續(xù)前進(jìn)。

正如你們所見，我們已取得了一些激動(dòng)人心的成就，此時(shí)我們深信這項(xiàng)技術(shù)將會(huì)進(jìn)入市場(chǎng)。我們每天用虛擬器做 3百萬英里的測(cè)試，所以你就能夠想象到我們的車輛獲得了多少經(jīng)驗(yàn)。我們期待這項(xiàng)技術(shù)能在道路上使用，并且認(rèn)為正確的選擇是自動(dòng)駕駛，而非駕駛員輔助系統(tǒng)，因?yàn)榍闆r已經(jīng)刻不容緩了。就在我演講的時(shí)間段內(nèi), 在美國(guó)的公路上已經(jīng)有34人喪生。

我們多久能實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)呢？嗯，很難說，因?yàn)檫@是個(gè)很復(fù)雜的問題，這兩個(gè)是我的兒子。大的11歲，也就是說在四年半后，他就能去考駕照了。我和我的團(tuán)隊(duì)承諾盡量不讓他去考（已經(jīng)不需要了）。

謝謝。

（笑聲）（掌聲）克利斯·安德森（CA）：克里斯，我有個(gè)問題要問你。克里斯·厄姆森（CU）：?jiǎn)柊伞?/p>

CA：顯而易見，你們的車有著讓人驚奇的大腦。在駕駛輔助和無人駕駛這場(chǎng)辯論上——我是說，現(xiàn)在就有一場(chǎng)真正的辯論。一些公司，例如，特斯拉，正在走駕駛輔助的路線。而你所說的，就是這將是個(gè)沒前途的死胡同, 因?yàn)槟悴荒苤竿谶@方面不斷提高就會(huì)在某個(gè)時(shí)候?qū)崿F(xiàn)無人駕駛，然后有駕駛員說“這已經(jīng)挺安全的了”，然后轉(zhuǎn)身去后座，不幸就發(fā)生了。

CU：對(duì)，你說得對(duì)，這并不是說駕駛員輔助系統(tǒng)作用不大。它能在這個(gè)過渡階段拯救很多生命, 但為了抓住這一變革性的機(jī)會(huì)，能幫助像史蒂夫這樣的人行動(dòng)自如，為了終結(jié)安全事故，為了有機(jī)會(huì)改變我們的城市，解決停車問題，擺脫我們稱為停車場(chǎng)的城市大坑, 這是唯一的辦法了。

CA：我們會(huì)帶著濃厚的興趣關(guān)注你們的進(jìn)展的。謝謝你，克里斯。CU：謝謝。（掌聲）