凝望汽車世界,你幾乎可以看到一個新的時代即將成為焦點——自動駕駛汽車時代。這將是一個人類不再需要將視線放在道路上的時代。不必再擔心分心駕駛,或是可怕的交通高峰期的奔波。當我們想去哪兒的時候,車輛將會迅速而高效地將我們帶到目的地。
自動駕駛汽車,也被稱之為自主駕駛汽車,或者高度自動化汽車。雖然聽起來很科幻,但這一概念并不新鮮,幾乎自機械車輛被發明以來就已經有了。新的是可供使用的各種技術,它們將概念中的性能和復雜度帶到了一個新的層次。實際上,公眾可能并沒有意識到,自主系統(或自治系統)已經普遍存在,并且在航空航天方面尤為突出。目前大多數飛機上都有自動駕駛儀,你也可以駕駛裝備了某些“自動”系統的車輛開始完美的旅程。換句話說,技術已經存在,但公眾的認識度還相對很低,神話和傳說依舊在限制這些技術的部署。
自動駕駛汽車的優勢及社會影響
汽車制造商、技術提供商和世界各地運輸當局都越來越多把自動駕駛汽車看作是更加安全、更少擁堵以及更高能源效率的道路系統的關鍵。英國權威汽車數據統計機構SMMT委托畢馬威(KPMG)所做的題為《連接和自動駕駛汽車:英國的經濟機會(Connected and Autonomous Vehicles: The UK Economic Opportunity)》的報告,可以說是第一份對由自動駕駛技術給英國帶來的機會進行全面系統分析的報告。這份于2015年3月底發布的報告中指出,自動駕駛汽車將促進社會包容、減少污染,并挽救生命。連接和自動駕駛汽車將有助于在英國創造32萬個工作機會,向英國經濟注入510億英鎊。同時,報告預測,到2030年,這些新的車輛每年將會減少至少2.5萬起重大交通事故。而英國大學和科學部長(Minister for Universities and Science)David Willetts將自主系統和機器人技術視為未來八項偉大的技術挑戰之一。英國政府已經撥款3500萬英鎊,通過卓越中心(centers of excellence)來推動機器人和自主系統的未來發展。
增加道路安全性和燃油效率被認為是自動駕駛車輛能帶來的最大的好處,因為在行駛過程中所做的許多決定,已經不再有人為因素,從而能夠讓行程更順暢,并且增加行駛里程。而由于對燃油的節省,也可以減少對化石燃料的依賴。在時間上,自動駕駛汽車能夠減少擁堵成本。這并不是說減少車的數量,而是說,如果不自己駕駛汽車的話,原來的駕駛者就可以做些其他有益的事。在減少污染方面,僅以英國為例,據估計每年就有5萬人的死亡可以歸咎于城市地區的交通污染。如果能夠通過自動駕駛汽車來減輕這一污染,那么這將會是個神奇的改變!
自動駕駛汽車也能給社會帶來諸多的益處,比如可以讓老年人保持更好的獨立性,可以為受損或殘疾駕駛員提供更大的移動自由。表1總結了自動駕駛車輛的主要社會影響。
自動駕駛汽車的發展現狀及未來預測
自動駕駛技術正在迅速發展。自動駕駛汽車必須要能夠執行一系列的關鍵功能:它必須知道周圍發生了什么,它必須知道它在哪里和它想去哪里,它必須具有推理和決策的能力從而制定安全的行駛線路,而且它必須有驅動裝置來掌控車輛的轉向和控制系統。
大多數人可能并沒有意識到,無人駕駛列車已經在運行,例如英國Docklands的輕軌和丹麥哥本哈根的地鐵。近幾年,世界上最大的汽車公司,以及像谷歌一類的公司,都已經在無人駕駛汽車技術領域投入了大量的資金,并取得了巨大進展。寶馬、博世和谷歌都已經在各種環境下展示過自動駕駛汽車(包括在高速公路上高速行駛)。作為世界上最早在道路上測試自動駕駛汽車的公司之一,德國的工業巨人博世公司(Bosch)已經于2013年成功地在德國高速公路上試驗了自動駕駛汽車,這是從試驗車道向更動態、更不可預測的真實世界邁進的一大步。日產宣稱,到2020年,它將在多種車輛上實現革命性的、商業可行的自動駕駛。
事實上,消費者在2014年就已經能夠購買半自動駕駛汽車了。雖然駕駛員仍然必須呆在“循環”中,但在某些情況下,汽車的自動化系統將能同時控制油門、剎車和轉向。例如梅賽德斯-奔馳的2014年版S級車使用超聲波和紅外感應器向“停止啟動向導(Stop-and-Go Pilot)”包提供其Distronic-Plus全速自適應巡航控制和活躍車道保持輔助功能。有了停止啟動向導,實際上車輛是在自動駕駛,但這一功能只有在駕駛員雙手放在方向盤上時才會生效。而在阿姆斯特丹的公共道路上,實際上已經展示了高度自動駕駛技術,并且荷蘭交通部長當時就在車上!
到目前為止,所有已完成測試的自動駕駛汽車中都存在人類駕駛員,可以在車輛遇到困難時接管駕駛。人類可以讓汽車自動駕駛,但一定要能夠把駕駛掌控權重新握回自己手中。尤其是當遇到特殊事情自動駕駛無法處理時,更需要人類駕駛員的存在。
展望未來,許多在未來五年會出現的車輛其實已經被設計了,因而無法做出很大的改變。因此,在未來五年,或許自動駕駛車輛在封閉系統中發展會并有效。未來十年,這些封閉系統會變得更加開放,隨著基礎設施變得越來越先進,現有的道路車輛絕對有可能管理更多的自主權。區分完全自主車輛和允許有一定程度的駕駛員干預的車輛相當重要。在未來十年都很可能是運作雙模式系統,直到人們學會信任技術。而在未來十五年,說不定對于汽車制造商而言,有可能是一家瑞典的小型公司,使用在英國寫的代碼,利用3D打印技術在中國打印出車輛!
如何推廣自動駕駛汽車
自動駕駛汽車是個復雜的系統,對汽車工程師而言,要面臨的巨大的挑戰是,如何確保這些高度復雜、安全性相當關鍵的系統(以及系統的系統)足夠可靠和安全,讓市民對其有信心,從而有助于加速該技術的市場引入。自動駕駛汽車技術上最大的挑戰是使用傳感器來解釋和理解周圍環境,從而讓車輛知道如何前進。對于傳感器而言,不同的氣候、地形、飛行或水條件下的環境參數都是挑戰。因此,研究重點需要放在此處,以確保計算能力可以實時處理這些信息,確定正在發生的事情并做出正確的決策。如果傳感器出現故障,有沒有備份設備?如何確保系統仍在運行?因而,傳感器如何發現自身的故障非常重要。
人們很愿意接受自動駕駛飛機,并逐漸接受類似的火車,但在接受自動駕駛汽車可能需要很長的時間。因為以往,通常乘客不會自己駕駛飛機火車,但卻會自己駕駛汽車。改變一個國家的心態是很困難的,但這可以逐步進行。雖然消費者對自動駕駛汽車的安全、責任和操作仍然有很多疑問,但如果提出正確的價值主張,他們的接受力會明顯提高。正確的價值主張可以總結如下:更短的通勤時間+降低與交通相關的變異+能夠在自動駕駛或人工操作模式下使用車輛的能力(即自動駕駛可以打開/關閉)=消費者采納的強大激勵。有正確的價值主張的公司,即那些能夠提供有活力并愉悅的移動/駕駛體驗的公司,將主導市場。
除此之處,要全面推廣自動駕駛汽車,還有一系列的問題法律監管問題需要解決。技術創新往往比法律法規體系變化得更快。現在需要建立系統架構的標準,并明確相關法律責任。以美國為例,無論是在聯邦一級還是在州一級,自動駕駛技術都引發過激動的討論。2013年5月,美國國家公路交通安全管理局(National Highway Transportation Safety Administration,NHTSA)發布了“關于自動駕駛車輛政策的初步聲明”。該聲明將重點放在與安全相關的各個技術方面,定義了自動駕駛從0到4的五個級別,0級表示無自動化(駕駛員完全操作車輛,并且是車輛的唯一操作者),而4級則表示完全自動駕駛。在第4級,車輛被設計成可以執行所有對安全至關重要的駕駛功能,并且能夠在無需駕駛員干預的情況下安全駕駛。在2013年7月時,華盛頓特區和內華達、佛羅里達及加利福尼亞這三個州都已經頒布了立法,允許在公共道路上測試自動駕駛車輛。
另外,應該為個人交通運輸模式提供怎樣的激勵才能推動自動駕駛汽車的推廣?在自主車輛的過渡階段,例如,在高速公路上,是否會有自主車輛的專門車道?對自主車輛車主是否會有更好的保險費率?汽車業是否已經準備投資于承保保險?從長遠看,為使用自主車輛提供激勵措施將可能有助于增加采用率。
要廣泛推廣自主車輛,還要考慮人的因素:人們喜歡駕駛私家車,因為從童年到成年的成長過程中,它一直在人們的心靈中占有特別的位置。對于大多數人而言,能夠駕駛并擁有自己的一輛車是一種儀式,而任何對自主車輛的推廣都可能會改變這種狀況。如果是這樣,未來真的會實現完全自動駕駛嗎?
推廣自動駕駛車輛也可能會帶來一些意想不到的后果,對此也必須事先有心理預期,并提出相應的對策。比如,如果廣泛采用自主駕駛車輛,如果人們過分地依賴于自主駕駛車輛,顯然他們的駕駛技能會降低,但是當系統出現問題的時候,他們又需要有能力來接管駕駛任務。為此,駕駛培訓和測試都必須做出相應的調整。比如汽車行業本身也將會面臨營銷問題,因為那時將不再會有駕駛體驗。面對新的情況,要如何表達自動駕駛車輛的優勢從而促使人們購買?在自動駕駛汽車的新世界中,動力系統可能并不重要,人們可能不會在意汽車速度從0加速到60英里每小時需要多久。消費者很可能會從高科技公司,如蘋果、微軟、三星、谷歌、英特爾等手中,而不是汽車經銷商處購買自己的下一輛汽車。移動性的概念與駕駛體驗脫離得越遠,為新競爭者打開的大門就越寬。鑒于市場機會的規模,毫無疑問,聰明的創新者和投資者會進入這一市場。另外,由于自主車輛的使用,汽車運輸將變得更加容易,因而對空運和鐵路旅行需求也有可能產生意想不到的后果。可能會有不同的所有權和商業模式,汽車將以不同的方式進行銷售和擁有,同時也可能會影響保險行業。
如果自動駕駛車輛真正成為常態,那我們會在車里尋找什么?想想今天我們如何區分汽車型號和品牌:它們的動力,它們對路況的處理。如果在自動駕駛車輛時代,這些方面還會被關注嗎?如果不會,那么,要關注的是什么?未來的汽車購買者會關心哪些方面?對這些問題的回答可能會重塑整個汽車生態系統:新的戰略、新的技術、汽車市場的新進入者、新的合資企業和聯盟、新的機會,以及新的風險。
實現廣泛的自主道路車輛推廣,采取循序漸進變化的方法應該更可行。全自主車輛在混合交通環境中將面臨更多挑戰,因為在這種環境不同于與公眾的互動較少封閉的或半封閉的環境。在混合模式技術能夠被廣泛測試之前,談論“輔助”而不是“自主駕駛”或“自動駕駛”可能更有助于讓公眾習慣于道路上有無人駕駛車輛行駛。
我們正在進入汽車行業中具有偉大創造力和創新的另一個時代。但也正如《創新者困境(Innovators Dilemma)》一書的作者Clayton Christensen在他的書中所言,顛覆性新技術的引入總是充滿風險。技術可以說是飛速發展,而監管和立法一直在追趕,卻永遠不可能追得上。要讓自動駕駛汽車大規模成為現實,通過使用公共政策和法律法規來創造一種能夠促進這些技術的部署的環境應該是非常重要和必要。
完全自動駕駛的汽車不會一夜之間就出現。最終,汽車的未來將取決于消費者,他們的需求、偏好、恐懼,以及他們的錢包。那么,消費者會信任這些新車嗎?會買嗎?是按小時租還是按里程租?人們還需要擁有自己的汽車嗎?還是只需要租車?由人類駕駛的車輛會變得很稀少,就如同當今的膠片相機或錄像機嗎?首先要發生什么樣的宏觀變化?政府是否會,或者是應該要求有新的車輛自動化標準?
但無論如何,通過推廣自動駕駛車輛,將能使駕駛更容易、更安全、更方便、更少地依賴于化石燃料。何樂而不為呢?