奥巴马赞不绝口的「驾驶技术」,自驾车大幅降低车祸率

2016年9月,美国前总统奥巴马卸任前特地投书匹兹堡邮报,论述美国政府看待自驾车辆(self-driving vehicles)的开放立场,并希望相关产业在获得政府支持的同时,也能遵循15项安全规范以保障人民安全。

未来,当技术成熟,就真如欧巴马所言:自驾车将成为一个促进产业升级、通勤安全、改善人们生活的明日之星吗?

本文以三大重点为你揭开自驾车的神秘面纱:1.千里眼与聪明脑–感测器和人工智慧。2.比人类更快、更稳、更准的铁人驾驶。3.最后一哩路?自驾车仍需克服的挑战。

创新心法:

透过感测器及人工智慧,自驾车技术逐渐成熟,使行车更加安全。却需思考给予自驾车深度学习的资料和道德判断。

根据美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)采用的分级,未来车辆将依据自动驾驶技术介入的程度,从完全由人类驾驶、到全自动驾驶,共分为0~5级。首先,先来看看影响自动驾驶进步幅度的两大关键:感测器与人工智慧。

1.千里眼与聪明脑–感测器和人工智慧

一般而言,为了复制人类的感官,自驾车平均需要安装2、30组各种感测器(sensor)来侦测外在环境,包括摄影机、雷达、光达(LiDAR)、超音波等等。

(图片撷取:Tesla )

多样的感测器针对不同目的发挥作用,如摄影机拍摄各角度的画面、雷达侦测前车动态、光达即时建立周遭的3D全貌。和人类的感官相比,侦测的有效距离更远、死角更少。

有了敏锐的感官,还需要聪明的大脑。此时,具备学习能力的人工智慧就派上用场。

比方说,如何分辨前方的物体是小孩还是垃圾桶?行人、脚踏车、机车经过时,行车速度又该如何调整?路口能不能左转?诸如此类的问题对人类来说相对容易,而人工智慧需要大量的资料进行训练。

在数据量决定自驾车性能的前提下,许多新创公司Uber、Waymo(由Google自驾车计画独立出的子公司)早已开始由大量道路实测来收集数据,用以训练自家人工智慧,希望能够有越来越聪明的大脑。

结合了厉害的千里眼和聪明脑,自动驾驶被赋予什么样的优点呢?

2.比人类更快、更稳、更准的铁人驾驶

A更敏锐的感官

对人类驾驶来说,夜晚经过没有路灯照明的路段时,路边冲出的小动物、黑暗中行走的路人或未开大灯的汽机车都可能变成致命杀手。

配备不受光线影响的各式侦测器之后,自驾车在视线不佳的环境也能保持顺畅的行进。

人类双眼的视角大约是180度,即使加上后视镜仍然存在许多盲点。有鉴于此,遍布车身的感测器提供上下左右全方位的感知,消除盲点的存在,提升车辆行驶的安全。

(图片撷取:inhabitat )

B更快速的判断

每个人的速度变化感受不同,再加上驾驶经验的差异,都会影响人类对煞车时间点的判断。而自驾车能够持续监测周遭车辆的状态,再依据目前相对的动向、车速及车距变化来计算出最佳的煞车或闪避时机,提早预警来自四面八方的威胁并作出反应。

快速判断的优势体现在安全性,就如以下Tesla辅助驾驶(Autopilot)的行车纪录中令人惊奇的几个场景:前方快要发生撞击时提前发出警告并减速、自动闪避来自斜后方想要切换车道的鲁莽驾驶等,都是人类的能力无法做到的。

C更可靠的驾驶

根据美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)统计,人为造成的交通意外的四个主要原因分别是:疲劳、分心、酒驾和操作失误。

表面上,自动驾驶不因手机讯息分心、经得起长时间驾驶,车内小孩的哭闹也不会让机器产生情绪起伏,是非常理想的司机人选。

但值得注意的是,人性难以预测,专注且耐操的自动驾驶虽然可以避免人为失误,不过在人类及机器驾驶并存的车道上,仍要小心来自其他鲁莽驾驶的无妄之灾。

总结而论,自驾车比起人类驾驶更敏锐、更全面也不怕疲劳。那么,在不久后的将来,我们是否就能看到载着乘客的自驾车到处跑了呢?

3.最后一哩路?自驾车仍需克服的挑战

自动驾驶技术已取得相当成果,厂商纷纷推出自家概念车。但是,在正式上路之前,技术、商业、法规等诸多层面都还有许多尚待克服的难题,读者可以一起思考:自驾车普及后,将会如何影响我们的日常生活。

A道德困境

如果有一天,你驾驶的车辆突然煞车失灵,必须在瞬间作出决定:冒着丧命的风险撞上一堵水泥墙、或是冲撞其他车辆来提高自己生存的机率。你会怎么做?

类似的选择难题在道德层面不断被提出讨论:人类驾驶有自己的一套价值取舍;然而,同样的情形套用在自驾车时,当意外发生,乘客或其他用路人的命运早已被决定在程式码逻辑之中。

扩大影响层面来看,相关的法律责任究竟该归属于车厂、工程师或乘客本身呢?保险及法规又该如何制定?这些都是自驾车上路之前需要好好深思的问题。

B极端天候

在雨天、下雪、大雾等极端天候下,车辆的感测器会受遮蔽而无法完全发挥作用,用以定义道路的标线也难以辨识。因此,为避免误判造成意外发生,自动驾驶系统在恶劣天气中仍需将控制权交还给人类驾驶。

(图片撷取:Business Insider )

为了突破天候限制,Volvo、Ford等传统车厂开始努力尝试在缺乏道路标线作为依据时,改由辨认护栏、行道树或线杆来取而代之。Google则是侦测天气状况,调整软体演算法来因应恶劣天候。

C影像辨识的精确度

根据纽约时报记者的乘坐经验,自驾车的影像辨识遇到路面阴影、坑洞、水洼或油渍时会产生困惑,需要较长时间确认是否继续前进。

(图片来源:Flickr )

除了警示障碍,影像辨识也肩负着对照街景来确认路线的重要任务。若街景更新速度跟不上实际变化,将让自驾车不知自己身在何处。

Uber的实验车在经过桥梁时,曾经因为两旁太过空旷,缺乏大楼、路牌等标的物指引而经历短暂迷航。

(图片撷取:Business Insider )

另一个关于行道树的有趣例子是:Uber在秋天时储存的街景中,行道树的叶子已经掉光;到了春天,树梢冒出的新芽却使影像辨识产生困难,困惑的自驾车只好无奈地向操作人员求救。

由以上例子得知,如何精进影像辨识能力,是打造出更聪明的自驾车不可避免的重要挑战。

D应变能力

以现今技术来说,人工智慧针对单一任务表现杰出(如下围棋的AlphaGo、挑选小黄瓜的机器学习),但处理复杂任务的能力有待加强。

(图片来源:Flickr )

在自动驾驶的领域,面对各种难以预测的人类行为,自驾车配备的人工智慧除了遵守交通规则,还需要举一反三、灵活的应变弹性。

举例来说,人类驾驶发现人行道上有小孩在玩球时,通常会提高警觉并放慢速度;但在自驾车的视野中,小孩在车道范围之外、移动速度缓慢,据此认定危险程度不高而保持正常行驶,无形中提高意外风险。

此外,在新加坡进行的自驾车道路实测记录中,多数事故并非自动驾驶系统失灵,而是好奇的民众会突然跳到车前,想看看车子是否能够自动煞停而导致。

因此,训练人工智慧将人类的不确定性纳入决策,让机器的驾驶技术可以应付多变的突发状况,是提高市场信心的下一个关键里程碑。

从种种成果看来,自动驾驶技术仍有许多改善空间。因此,现阶段将自驾车科技定位在辅助人类驾驶的角色,会是比较务实的角度。

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