多種新技術(shù)首次曝光 谷歌無人駕駛汽車大解密
?在開發(fā)無人駕駛汽車的過程中,Waymo利用了多種強(qiáng)大的工具,包括模擬工具Carcraft、秘密測試基地“城堡”,以及汽車追蹤軟件XView?!洞笪餮笤驴繁局芸模议_了Waymo的神秘面紗。
????以下為文章全文:
????在Alphabet園區(qū)的一角,團(tuán)隊(duì)正在開發(fā)一款軟件。這或許將成為無人駕駛汽車的關(guān)鍵。此前,沒有任何記者實(shí)際看過軟件如何工作。作為對《魔獸世界》英文名的致敬,這款軟件被稱作“Carcraft”。
????軟件的開發(fā)者是長著娃娃臉的年輕工程師詹姆斯·斯圖特(JamesStout)。在一間開放辦公室里,他坐在我身旁。屏幕上顯示著虛擬的環(huán)島。對人眼來說,屏幕上并沒有太多值得一看的內(nèi)容:背景上繪制著簡單的線條,道路上有一輛無人駕駛的克萊斯勒Pacifica,以及用線條表示的另一輛汽車。
????幾個(gè)月之前,無人駕駛汽車團(tuán)隊(duì)在德克薩斯州奧斯汀遇到了類似的環(huán)島。行駛速度和環(huán)境的復(fù)雜程度給汽車帶來了困擾,因此團(tuán)隊(duì)決定在測試環(huán)境中設(shè)計(jì)類似的場景。我所看到的是學(xué)習(xí)過程的第三步:真實(shí)世界駕駛的數(shù)字化。在這里,單一的真實(shí)世界交通事件,例如在環(huán)島上一輛汽車逼停另一輛汽車,可以被拓展為數(shù)千個(gè)模擬場景,從而對汽車的性能進(jìn)行測試。
????這樣的場景是Waymo強(qiáng)大的模擬工具的基礎(chǔ)。斯圖特表示:“絕大部分的工作,包括關(guān)于新特性的開發(fā),都來自模擬環(huán)境中看到的情況。”這樣的工具加速了Waymo自動駕駛汽車的發(fā)展。Waymo是Alphabet旗下無人駕駛部門,于2016年12月從谷歌(微博)X中獨(dú)立。
????如果Waymo可以在未來幾年內(nèi)推出全自動駕駛的汽車,那么Carcraft將會被銘記在行業(yè)歷史上。Carcraft基于現(xiàn)實(shí)世界,但在重塑現(xiàn)實(shí)世界的過程中又扮演了重要角色。
????Carcraft最初被用于“回放”汽車在真實(shí)道路上遇到的場景。不過目前,包括Carcraft在內(nèi)的模擬技術(shù)正在無人駕駛的發(fā)展過程中扮演更重要的角色。
????目前在任意時(shí)刻,都會有2.5萬輛虛擬無人駕駛汽車在模擬的奧斯汀、山景城和鳳凰城街道上,以及專門的測試車道上行駛。在短短一天內(nèi),Waymo就可以模擬復(fù)雜道路環(huán)境中的駕駛數(shù)十萬次。目前,Waymo每天在虛擬環(huán)境中的駕駛總里程數(shù)達(dá)到800萬英里(約合1287.5萬公里)。2016年,虛擬環(huán)境的駕駛總里程達(dá)到25億英里。相比之下,谷歌IRL無人駕駛汽車在公共道路上的行駛里程只略高于300萬英里。更重要的是,虛擬環(huán)境中的駕駛專注于Waymo所謂的“有趣”場景:這些駕駛行為能讓研究者學(xué)到新東西,而不只是單純堆積里程數(shù)。
????Waymo開發(fā)了復(fù)雜的程序,而模擬環(huán)境只是其中一部分。Waymo將無人駕駛汽車在公共道路上的數(shù)百萬公里行駛記錄整合至“結(jié)構(gòu)化測試”項(xiàng)目。這個(gè)項(xiàng)目在加州CentralValley一個(gè)被稱作“城堡”的秘密基地中進(jìn)行。
????Waymo此前從未公布過這個(gè)系統(tǒng)。在普通道路上的駕駛結(jié)果表明,在哪些地區(qū)汽車需要額外練習(xí)。他們在“城堡”中建設(shè)所需的空間,從而可以測試數(shù)千種不同場景。在真實(shí)世界的測試中,Waymo的汽車可以收集到足夠多數(shù)據(jù),以復(fù)制出未來任何時(shí)間點(diǎn)的完整數(shù)字環(huán)境。在這樣的虛擬環(huán)境中,工程師可以消除真實(shí)環(huán)境的限制,設(shè)計(jì)任意單一場景的數(shù)千種變化,隨后讓虛擬汽車在場景中行駛。反過來,不斷優(yōu)化的駕駛軟件被安裝至真實(shí)汽車,讓汽車可以應(yīng)對更復(fù)雜的環(huán)境。Waymo不斷重復(fù)著這樣的循環(huán)。
????“城堡”探秘
????如果想要前往“城堡”,那么需要先從舊金山灣區(qū)向東行駛,然后沿著99號公路向南。沿路上有大片棉花地,天際線消失在農(nóng)田里。這里的氣溫比舊金山更高。我們的汽車在靠近Atwater小鎮(zhèn)的出口駛出。這里曾經(jīng)是Castle空軍基地,聘用了6000名員工,為B-52項(xiàng)目服務(wù)。然而目前這里已是Merced城市區(qū)的北沿。10年代初,這里的失業(yè)率超過20%,而目前仍有不到10%。40%的居民說西班牙語。我們穿過了幾條鐵路,進(jìn)入了總面積1621英畝(約合656萬平方米)的廢棄空軍基地。
????我手機(jī)上的導(dǎo)航并沒有指向任何地址,而只是一組GPS坐標(biāo)。我們沿著綠色的不透明圍擋行駛,直到谷歌地圖告訴我們停下。沒有任何標(biāo)志標(biāo)明這里就是大門,這看起來只是圍擋的一部分。不過,接待我的Waymo員工很有信心。這時(shí),一名保安從圍擋中走了出來,檢查我們的身份信息。
????圍擋分開,我們駛?cè)肓藞@區(qū)。穿著短褲戴著帽子的年輕人忙忙碌碌,這里有很多活動板房和車庫,而主樓的停車場上還有許多無人駕駛汽車。在這里,我們可以看到多種型號的自動駕駛汽車:在公共道路上最常見的雷克薩斯汽車、已淘汰的普銳斯,以及新的克萊斯勒Pacifica。
????很容易判斷,哪些是無人駕駛汽車。這些車輛配備了傳感器。其中最顯眼的是車頂上方的雷達(dá)傳感器(也被稱作激光雷達(dá))。不過,Pacifica還在后視鏡上安裝了啤酒罐大小的小型激光雷達(dá)。而在車尾,這些汽車還安裝了普通雷達(dá)。
????如果傳感器開始工作,即使車輛處在停車狀態(tài),激光雷達(dá)的旋轉(zhuǎn)也會發(fā)出奇怪的聲響。這與普通的汽車噪聲不同,我的耳朵無法不注意到這種聲音。
????此外還有一種更特殊的汽車停在主樓外的街道上。這些車輛用紅色膠布貼上了大大小小的“X”。這些是“第四級”自動駕駛汽車。自動駕駛汽車的分級來自于“汽車工程師協(xié)會”,說明了駕駛自動化的程度。道路上行駛的自動駕駛汽車大多只能實(shí)現(xiàn)第一級或第二級自動駕駛,這通常代表了可以在高速公路上提供智能巡航控制。然而,這種帶紅色“X”標(biāo)志的汽車是另一種生物。這些汽車不僅可以實(shí)現(xiàn)全自動行駛,而且無法被人工做出干預(yù)。因此,Waymo不希望這些汽車與其他車輛混在一起。
????行走在停車場里,給人的感覺就像是曾經(jīng)的“曼哈頓項(xiàng)目”。我在主樓里見到了這里的管理者。她的名字是史蒂夫·薇爾加斯(StephVillegas)。
????挑戰(zhàn)無人駕駛系統(tǒng)
????薇爾加斯穿著白色T恤、破洞牛仔褲和灰色板鞋。這樣的裝束顯示了她以往的時(shí)尚氣息。她在東灣的郊區(qū)長大,大學(xué)是加州大學(xué)伯克利分校。她于2011年開始涉足無人駕駛汽車項(xiàng)目。
????我問她:“你曾經(jīng)是個(gè)司機(jī)?”她的回答是:“一直都是司機(jī)。”
????她花了大量時(shí)間,在舊金山和山景城之間的101號公路和280號公路上行駛。與其他司機(jī)類似,關(guān)于汽車在開放道路上如何行駛,她有著很深的感觸。在無人駕駛汽車項(xiàng)目中,這些經(jīng)驗(yàn)非常重要。關(guān)于無人駕駛汽車的難點(diǎn),這些司機(jī)有自己的直覺。她表示:“在新軟件上進(jìn)行了一些測試,并在團(tuán)隊(duì)中度過一段時(shí)間之后,我開始思考,我們可以用什么樣的方式去挑戰(zhàn)系統(tǒng)。”
????因此,薇爾加斯和其他一些工程師開始設(shè)計(jì)并搭建罕見的場景,從而以受控的方式去測試汽車的新行為。他們開始征用舊金山郊外ShorelineAmphitheater的所有停車場,將人們攔在入口外,確保只有獲得權(quán)限的谷歌員工可以進(jìn)入。
????她表示:“這就是我們的起點(diǎn)。當(dāng)時(shí)每周只有我和少數(shù)司機(jī)。我們會設(shè)想各種需要測試的場景,放上我們想要的道具。我們將這些道具裝上卡車,運(yùn)往試驗(yàn)場地,進(jìn)行測試。”
????在無人駕駛汽車項(xiàng)目中,這些就是最初的結(jié)構(gòu)化測試。結(jié)果表明,最困難的部分并不是“如果有僵尸在路口咬人那么要怎么辦”,而是如何對項(xiàng)目進(jìn)行保密,使普通道路上的無人駕駛汽車看起來就像是有人在駕駛。
????薇爾加斯開始從各種地方收集小道具,包括假人、假植物、兒童玩具、滑板、三輪車、洋娃娃、皮球和其他小玩意。這些被放在道具倉庫里。(道具最初保存在一個(gè)帳篷里,而目前則放在了“城堡”的儲藏室內(nèi)。)
????不過,還有些其他問題需要解決。他們希望汽車行駛速度更快,并使用交通燈和停車標(biāo)志。此外,ShorelineAmphitheater的演出季也常常給他們的計(jì)劃造成影響。薇爾加斯表示:“例如,金屬樂隊(duì)就要來開演唱會,我們需要趕緊上路測試?!?/span>
????他們還需要一個(gè)基地,一個(gè)秘密基地。“城堡”剛好提供了這樣的基地。他們簽訂了租約,開始建設(shè)夢想中的虛擬城市?!拔覀冊谠O(shè)計(jì)中有意識地做出一些決定,建設(shè)居民區(qū)街道、高速公路、死胡同,以及停車場等場景。”她表示,“我們將一些代表性場景集成在一起,讓汽車在其中行駛。”
????我們從辦公室走向她的汽車。當(dāng)我們離開辦公室時(shí),她遞給我一張地圖。她表示:“就像迪士尼樂園一樣,你可以按圖索驥。”這時(shí)一張精心制作的地圖。在一個(gè)角落,拉斯維加斯風(fēng)格的標(biāo)志牌顯示:“歡迎來到加州的‘神話城堡’”。園區(qū)的不同部分有各自的命名規(guī)則。我們穿過的每條道路都以知名汽車(DeLorean和Bullitt)或早期的普銳斯車隊(duì)(Barbaro)來命名。
????我們走過了一組粉紅色建筑。這是舊的軍隊(duì)宿舍,其中之一已被改造過:如果Waymo員工來不及返回灣區(qū),那么就會在這里休息。除此之外,測試區(qū)內(nèi)沒有其他建筑。這是個(gè)屬于機(jī)器人汽車的城市。所有重要的事都發(fā)生在瀝青路面上。
????在普通人看來,這就像是個(gè)沒有玩家的電子游戲場景。從林蔭大道到社區(qū)道路,從水泥車道到郊區(qū)十字路口,而這些場景中都沒有建筑,這令人不可思議。我不斷看到似曾相識的道路場景。
????我們來到一個(gè)大型雙車道環(huán)島,中間有一圈白色圍擋。薇爾加斯表示:“我們在德州奧斯汀遇到了一個(gè)多車道環(huán)島,隨后就在這里復(fù)制了這個(gè)環(huán)島。我們最初設(shè)計(jì)的是單車道環(huán)島,但隨后又遇到了多車道的場景?!?/span>
????薇爾加斯停下來,看著一處新增的裝置:兩條汽車道和一條自行車道穿過靠近一塊草地的平行停車場。“我很喜歡在這些場景中加入平行停車場。類似的場景在市郊商業(yè)區(qū)很常見,無論是WalnutCreek、山景城,還是帕洛阿爾托?!彼硎荆叭藗儚牡昝婊蚬珗@中走出來,在汽車之間走動,或許搬著東西穿過馬路。”這條小路就像是她記憶中的碎片,而她將這些記憶嵌入了地面的瀝青和混凝土中,并使其成為一種更抽象的形式。
????她用車送我回主辦公室,我們坐進(jìn)了一輛無人駕駛的克萊斯勒Pacificas。坐在左邊駕駛位的是布蘭頓·凱恩(BrandonCain),而右邊坐著另一名駕駛者,負(fù)責(zé)利用名為XView的軟件,在筆記本上跟蹤車輛的狀態(tài)。
????這里還有許多被稱作“狐貍”(fox)的測試助理,這樣的稱呼來自英文單詞“faux”(人造的)。他們駕駛汽車,創(chuàng)造交通環(huán)境,像行人一樣活動,騎自行車,拿著停止標(biāo)志。在一定程度上他們是演員,而觀眾則是汽車。
????我們要做的第一種測試是“簡單地通過和超車”,但速度將達(dá)到時(shí)速45英里(約合72公里)。我們計(jì)劃前往一條名為Autobahn的寬闊道路。
????當(dāng)“狐貍”出現(xiàn)在車道上時(shí),無人駕駛汽車將剎車,團(tuán)隊(duì)將檢查一個(gè)關(guān)鍵數(shù)據(jù)點(diǎn):車輛減速情況。他們試圖設(shè)計(jì)一種導(dǎo)致汽車不得不急剎車的場景。那么這種剎車有多猛?“我的腋下開始不自覺的出汗,而手機(jī)飛到地上”,確實(shí)很猛。
????實(shí)際上這并不是我首次乘坐無人駕駛汽車。以往我曾體驗(yàn)過兩次無人駕駛汽車。第一次是一輛雷克薩斯SUV,當(dāng)時(shí)我乘坐汽車穿過了山景城的街道。第二次是乘坐谷歌Firefly,當(dāng)時(shí)是在谷歌一棟大樓的樓頂上。這些汽車都不顯眼,這才是重點(diǎn)。
????但這次有所不同。這是兩輛行駛速度很快的汽車,其中一輛會阻止我們的移動。用Waymo的術(shù)語來說,這非?!靶晾薄?。
????現(xiàn)在到了開車的時(shí)候。凱恩發(fā)動了汽車,汽車說“自動駕駛”。另一輛車隨后接近我們,就像是要逼停我們。我們猛地剎車,操作很快、很流暢。
????隨后他們檢查了減速數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)剎車強(qiáng)度還不夠。我們需要再做一次,一次又一次。另一輛車從不同角度,以不同方式來逼停我們。他們將這樣的做法稱作“覆蓋”。
????我們隨后還進(jìn)行了其他三項(xiàng)測試:高速并線;遇到一輛倒車的車輛,同時(shí)第三輛車擋住視線;在停車過程中有行人將籃球扔到行駛路線上。每種測試都令人印象深刻,但最難以忘記的仍是逼停測試。
????在我們開始另一次測試之前,凱恩問我:“你有沒有看過《環(huán)太平洋》?在這部電影中,主角操縱巨大的機(jī)器人與怪獸作戰(zhàn)。我試圖與汽車同步,分享一些思考?!?/span>
????我詢問凱恩,關(guān)于與汽車同步,他想要表達(dá)的是什么。他表示:“我根據(jù)車內(nèi)乘客的體重差異進(jìn)行調(diào)節(jié)。在多次乘坐這輛汽車后,我可以感受到汽車在干什么,用我的屁股。這聽起來很奇怪,但我確實(shí)知道汽車想要干什么。”
????從真實(shí)測試到模擬環(huán)境
????遠(yuǎn)離濕熱的“城堡”,這里是谷歌的山景城總部。我來這里是為了拜訪Waymo的工程師。從組織架構(gòu)上來說,他們率屬于X。你或許已經(jīng)知道,X是Alphabet面向長遠(yuǎn)發(fā)展、高風(fēng)險(xiǎn)的研究部門。2015年,當(dāng)谷歌重組為企業(yè)集團(tuán)Alphabet時(shí),谷歌X改名為X(他們的網(wǎng)站是X.company)。在重組的一年后,X和Alphabet決定讓無人駕駛汽車項(xiàng)目“畢業(yè)”,組建獨(dú)立的公司W(wǎng)aymo。Waymo就像是谷歌的孩子。
????因此,Waymo的辦公室仍然位于母艦內(nèi)部,但也在慢慢獨(dú)立。我聽說,Waymo的員工現(xiàn)在都坐在一起。
????X和Waymo的辦公樓很大、很寬敞。來自ProjectWing項(xiàng)目的無人機(jī)原型正在飛行,我也看到了谷歌自主開發(fā)的Firefly汽車。(薇爾加斯在“城堡”中曾說過:“自己開發(fā)的東西或許很甜蜜。但它們沒有空調(diào),所以我一點(diǎn)都不想念它們?!?
????從餐廳往上,走到大樓的一角,這里是Waymo的模擬集群。在這里,所有人的屏幕上都打開了Carcraft和XView。屏幕上是黑色背景的多邊形圖像。他們正在為Waymo汽車設(shè)計(jì)虛擬世界。
????等待我的是Carcraft的創(chuàng)造者詹姆斯·斯圖特(JamesStout)。他從來沒有公開討論過自己的項(xiàng)目。這次他表現(xiàn)出極大的熱情。Carcraft就是他的孩子。
????他說:“我只是看了下招聘信息,發(fā)現(xiàn)無人駕駛團(tuán)隊(duì)正在招聘。我簡直不能相信他們提供了一個(gè)職位。”他加入了這支團(tuán)隊(duì),并立即著手開發(fā)工具。目前,這款工具支持了每天800萬英里的虛擬駕駛。
????此前,他們主要使用這款工具去查看,汽車在復(fù)雜情況下會如何操作。在真實(shí)世界的這些情況下,人工司機(jī)會接管汽車。從這些情況起步,他們開始制作場景。“很快我們就看到,這是一款非常有用的工具,我們可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行各種開發(fā)?!彼箞D特表示。Carcraft的能力隨后快速提升,可以容納整個(gè)城市,而汽車數(shù)量也擴(kuò)大為一支龐大的虛擬車隊(duì)。
????斯圖特介紹了艾連娜·科拉羅夫(ElenaColarov)。她是“場景維護(hù)”團(tuán)隊(duì)的負(fù)責(zé)人。她的面前放著兩塊屏幕。在右側(cè)屏幕上,她在查看XVivew,屏幕顯示了汽車“看到”的畫面。汽車使用攝像頭、雷達(dá)和激光雷達(dá)去識別場景中的對象,并在軟件上用線框來呈現(xiàn)這些對象,繪制真實(shí)世界的輪廓。
????從這些形狀中延伸出的綠色線條代表了汽車預(yù)期對象可能移動的方式。底部的圖像條顯示了,汽車搭載的普通攝像頭(可見光攝像頭)捕捉到的畫面??评_夫還打開了激光雷達(dá)返回的數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)以橙色和紫色點(diǎn)來顯示。
????我們看到了“城堡”中環(huán)島真實(shí)情況的回放。科拉羅夫切換至模擬版本??雌饋硎且粯拥?,但不是數(shù)據(jù)日志,而是汽車需要解決的情況。唯一不同的是,在XView屏幕的最上方,紅色字符顯示了“模擬”的字樣。斯圖特表示,加入這樣的提示是因?yàn)椋藗兂3煜M與真實(shí)場景。
????他們隨后加載了另一個(gè)場景。這是在鳳凰城。科拉羅夫縮小了畫面,顯示整個(gè)城市的模型。在模型中,他們描繪了“所有的車道在哪里,一條車道如何通向另一條車道,停止標(biāo)志在何處,交通燈在哪里,哪里有障礙,車道中心的位置是哪,以及所有一切你需要知道的信息。”
????我們隨后放大了畫面,中心是鳳凰城附近某處的一個(gè)十字路口。隨后,科拉羅夫開始在場景中放入虛擬的汽車、行人和自行車。
????在按下一個(gè)按鈕之后,屏幕上的對象開始移動。虛擬汽車會像真實(shí)汽車一樣在車道上行駛、轉(zhuǎn)彎。虛擬的自行車與真實(shí)自行車一樣。這些對象的邏輯來自于該團(tuán)隊(duì)在公共道路上數(shù)百萬公里的測試。這一切的背后是一份超級詳細(xì)的世界地圖,以及場景中不同對象的物理模型。他們對橡膠物體和道路都進(jìn)行了建模。
????意料之中地,最難模擬的是他人的行為。這就像是父母常常對孩子說的:“我不擔(dān)心你開車,擔(dān)心的是路上的其他人。”
????“我們的車觀察世界,理解世界。隨后,對于環(huán)境中任何的動態(tài)對象,無論是汽車、行人、自行車,還是摩托車,我們的汽車都能理解意圖。僅僅追蹤空間中的對象還不夠,你必須能明白它們要做什么?!盬aymo軟件負(fù)責(zé)人迪米特里·多爾戈夫(DmitriDolgov)表示,“對于建造性能強(qiáng)大、安全可靠的無人駕駛汽車來說,這是關(guān)鍵問題。這種建模,以及對世界中其他參與者的理解,非常類似于在模擬環(huán)境中的建模?!?/span>
????不過這里也存在關(guān)鍵的不同:在現(xiàn)實(shí)世界中必須接收關(guān)于環(huán)境的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),并將其轉(zhuǎn)化為對場景的理解,而汽車將在這樣的環(huán)境中行駛。然而目前,在從事該項(xiàng)目的多年之后,他們對此很有信心。用斯圖特的話來說,他們已經(jīng)完成了“一系列測試,證明可以識別出各種各樣的行人。”
????因此對于大部分的模擬,他們跳過了對象識別步驟。他們不需要向車輛提供原始數(shù)據(jù),由汽車來識別行人,而只是告訴汽車,行人就在這里。
????在十字路口,科拉羅夫給無人駕駛汽車設(shè)置了更困難的環(huán)境。她點(diǎn)擊V鍵,一個(gè)新的對象出現(xiàn)在Carcraft中。隨后,她把鼠標(biāo)移到右側(cè)的下拉菜單上,這里顯示了許多不同的車型,包括我最喜歡的bird_squirrel。
????這些對象可以按照Waymo的建模邏輯來運(yùn)動,Carcraft的場景設(shè)計(jì)者也可以要求這些對象按照某種精確的方式運(yùn)動,以測試特殊行為。
????在建立場景的基本結(jié)構(gòu)之后,他們可以測試場景中包含的所有變化。因此可以想象一下,對于十字路口,你可能想要測試不同車輛、行人和自行車的到達(dá)時(shí)間,以及他們的停留時(shí)間和運(yùn)動速度。他們只是簡單地輸入這些值的合理范圍,隨后軟件就會生成并運(yùn)行所有這些場景的組合。
????Waymo將這樣的做法稱作“擴(kuò)散”(fuzzing),而僅僅這個(gè)十字路口就產(chǎn)生了800種場景。隨后系統(tǒng)生成了一張漂亮的表格,工程師可以查看,不同的變量組合如何改變汽車的決策。
????最終,這個(gè)問題變成了分析所有真實(shí)場景和模擬場景,找到有趣的數(shù)據(jù),從而指導(dǎo)工程師,如何讓汽車更好地行駛。其中的第一步可能是:汽車是否會被迫停下?如果是這樣,那么就是個(gè)非常值得研究的場景。
????在這里,我們看到了一段視頻,展示了這樣的情況。現(xiàn)實(shí)世界的山景城有一個(gè)復(fù)雜的十字路口。當(dāng)汽車左轉(zhuǎn)時(shí),一輛自行車靠近,導(dǎo)致汽車停在了路上。工程師解決了這類問題,并重新編寫軟件,以獲得正確的結(jié)果。視頻顯示了真實(shí)世界的情況,而隨后工程師基于真實(shí)情況進(jìn)行了更多的模擬。由于兩種情況不同,你將會看到,模擬的汽車持續(xù)行駛,隨后出現(xiàn)了一個(gè)虛線盒子,顯示著shadow_vehicle_pose。這個(gè)虛線盒子顯示,現(xiàn)實(shí)世界中發(fā)生了什么。對Waymo的工程師來說,這是對當(dāng)前進(jìn)展最清晰的可視化表現(xiàn)。
????不過,他們關(guān)注的場景并不僅僅是汽車停住。他們還想要研究過長的決策時(shí)間,或是超出正常范圍的剎車情況。對于任何工程師可以學(xué)習(xí)或調(diào)優(yōu)的場景,他們都會通過模擬環(huán)境加以研究。
????斯圖特和Waymo軟件負(fù)責(zé)人多爾戈夫強(qiáng)調(diào),關(guān)于模擬環(huán)境有3個(gè)核心點(diǎn)。首先,相對于真實(shí)世界中的駕駛,模擬環(huán)境中的駕駛里程數(shù)要多出很多,并且?guī)砹瞬诲e(cuò)的經(jīng)驗(yàn)。其次,這些駕駛過程專注于有趣,但在現(xiàn)實(shí)世界中難以實(shí)現(xiàn)的互動。
第三,軟件的開發(fā)周期可以變得快很多。
????“對我們來說,迭代周期非常重要。我們在模擬技術(shù)方面的工作有助于大幅縮短迭代周期。”多爾戈夫表示,“在項(xiàng)目的最開始階段,迭代周期可能達(dá)到幾周,而目前只需要幾分鐘?!?/span>
????隨后我問他,如果路上出現(xiàn)油跡、爆胎、飛鳥和大坑,那么車輛會怎樣?他們是否對這些情況都進(jìn)行了模擬?多爾戈夫很樂觀。他表示,這肯定可以做到,“但你希望模擬器在這條軸上有多大的保真度?或許對于其中某些問題,你得到了更好的值,或者你也可以在現(xiàn)實(shí)世界中進(jìn)行一系列測試,來驗(yàn)證模擬器的結(jié)果?!?想想“城堡”。)
????Carcraft虛擬世界的力量并不在于,以漂亮而完美的方式去渲染真實(shí)世界,而是利用對無人駕駛汽車有意義的方式去反映真實(shí)世界,使測試?yán)锍虜?shù)比真實(shí)測試增長數(shù)十億公里。對于模擬世界中的駕駛軟件,做出決策的方式與現(xiàn)實(shí)世界完全相同。
????這種方式效果很好。加州機(jī)動車輛管理局(DMV)要求相關(guān)公司報(bào)告每年自動駕駛的里程數(shù),以及司機(jī)解除自動駕駛狀態(tài)的次數(shù)。Waymo報(bào)告的里程數(shù)要比其他公司高出3個(gè)數(shù)量級,同時(shí)司機(jī)干預(yù)的次數(shù)也有大幅下降。
????從2015年12月到2016年11月,Waymo的自動駕駛里程數(shù)達(dá)到635868英里(約合102萬公里),而司機(jī)做出干預(yù)只有124次,相當(dāng)于每5000英里司機(jī)才會有一次干預(yù),或者說千英里司機(jī)干預(yù)次數(shù)為0.20次。前一年,Waymo的自動駕駛里程數(shù)為424331英里,司機(jī)干預(yù)次數(shù)為272次,相當(dāng)于每890英里司機(jī)會有一次干預(yù)。
????盡管許多人指出,這些數(shù)字并不適合拿來直接對比,但現(xiàn)實(shí)情況是,這就是我們在加州可以獲得的最佳數(shù)據(jù)。而其他公司總共的自動駕駛里程數(shù)只有約2萬英里。
????其他廠商開始追趕
????對外部專家來說,Waymo的做法并不奇怪。安德森-霍洛維茨的風(fēng)險(xiǎn)投資人克里斯·迪克森(ChrisDixon)表示:“目前,根據(jù)對待模擬技術(shù)的態(tài)度,你就可以衡量自動化團(tuán)隊(duì)的高級程度,無論是無人機(jī)團(tuán)隊(duì)還是汽車團(tuán)隊(duì)?!彼鲗?dǎo)了安德森-霍洛維茨對模擬技術(shù)公司Improbable的投資。“Waymo處于行業(yè)頂端。”
????我也向AllstateInsurance創(chuàng)新總監(jiān)蘇尼爾·欽塔金迪(SunilChintakindi)了解了Waymo的項(xiàng)目。他表示:“如果沒有強(qiáng)大的模擬基礎(chǔ)設(shè)施,你就無法將更高程度的自動化集成至汽車?!?/span>
????其他無人駕駛研究員也在關(guān)注這個(gè)發(fā)展方向。密歇根大學(xué)自動駕駛和互聯(lián)汽車實(shí)驗(yàn)室Mcity項(xiàng)目負(fù)責(zé)人彭暉表示,適用于無人駕駛汽車的系統(tǒng)將會是“超過99%模擬、某些精心設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)化測試,以及某些上路測試的共同結(jié)果”。
????他和一名研究生提出了一種系統(tǒng),將上路測試和模擬結(jié)合在一起,從而加快測試速度。這與Waymo的方式類似。彭暉表示:“因此我們的觀點(diǎn)是,將駕駛過程中無聊的部分去掉,專注于有趣的部分。這可以讓速度提升數(shù)百倍,讓總里程從幾千英里上升至百萬英里?!?/span>
????Waymo項(xiàng)目的優(yōu)勢包括規(guī)模、組織和強(qiáng)度。我向彭暉介紹了谷歌所做的結(jié)構(gòu)化測試,包括“城堡”的結(jié)構(gòu)化測試團(tuán)隊(duì)在模擬環(huán)境中嘗試的2萬種場景。他聽錯(cuò)了數(shù)字,并對我表示:“2000個(gè)場景很厲害?!彪S后我糾正了他,“是2萬個(gè)場景?!彼nD了一下,“原來是2萬個(gè),確實(shí)厲害?!?/span>
????實(shí)際上,這2萬個(gè)場景僅僅只是Waymo所有測試場景的一小部分。這些場景都來自于結(jié)構(gòu)化測試。根據(jù)公共道路的駕駛測試和想象,他們還設(shè)計(jì)了更多場景。
????彭暉表示:“他們干得很棒。在第四級自動駕駛方面,他們遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于其他人?!?/span>
????不過,彭暉也提到了傳統(tǒng)汽車廠商的地位。他表示,傳統(tǒng)汽車廠商正在嘗試完全不同的做法。這些公司沒有專注于全自動駕駛,而是首先開發(fā)可以變現(xiàn)的駕駛輔助技術(shù),隨后再向全自動駕駛發(fā)展。將Waymo與通用等傳統(tǒng)廠商相比并不公平。Waymo擁有大量的資源和自由度,可以將成本7萬美元的激光雷達(dá)安裝在測試汽車上。相比之下,雪佛蘭這樣的品牌會認(rèn)為,4萬美元就是大眾市場接受的上限。
????彭暉表示:“通用、福特、豐田和其他廠商都在說,‘我們要減少事故和死亡率,提高大眾用戶的安全性?!麄兊哪繕?biāo)完全不同。我們需要思考數(shù)百萬輛汽車,而不僅是幾千輛汽車。”
????即使是在全自動駕駛的競賽中,Waymo面臨的挑戰(zhàn)也要比以往更大。特斯拉正成為一家重要競爭對手??死锼埂どw爾德斯(ChrisGerdes)是斯坦福大學(xué)汽車研究中心主任。18個(gè)月之前,他曾表示,Waymo“相對其他公司對問題有更深入的了解,并且比其他人更接近于解決這些問題?!辈贿^上周他再次表示,目前“有很多情況都發(fā)生了變化”。
????他指出:“福特和通用等汽車廠商正在部署自己的無人駕駛汽車,并獲取行駛數(shù)據(jù)。特斯拉目前已通過Autopilot的部署積累了大量數(shù)據(jù),了解系統(tǒng)如何在真實(shí)用戶體驗(yàn)下運(yùn)轉(zhuǎn)。他們以靜默模式在真實(shí)汽車上測試算法,而車輛總數(shù)也在快速增加,這共同形成了令人驚嘆的測試平臺。”
????蓋爾德斯表示,在模擬技術(shù)方面,他看到了多家競爭者拿出了實(shí)質(zhì)性的項(xiàng)目。他表示:“模擬能力多種多樣,但我看到了一些很強(qiáng)大的技術(shù)。在這個(gè)方面,Waymo不再顯得與眾不同。當(dāng)然,他們有很大的領(lǐng)先優(yōu)勢,但現(xiàn)在很多團(tuán)隊(duì)都在探索類似的方案。目前的問題是,誰能做到最好。”
????這并不是簡單地演示神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的“大腦式”能力。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)正在推動人工智能快速發(fā)展,Alphabet旗下公司正在迅速接受這類技術(shù)。這也不是GooglePhotos應(yīng)用,一次出錯(cuò)并不會引起太大的問題。這將是一個(gè)在人類世界中完全自主生存和活動的系統(tǒng),可以理解我們的規(guī)則,溝通自身需求,并且對我們的眼睛和思想清晰可見。
????Waymo似乎將駕駛視為一種技能,例如如何操縱方向和速度。不過,駕駛更是一種人類社會活動。在“合法”駕駛的基礎(chǔ)上,什么是“正?!瘪{駛?我們?nèi)绾巫屓斯ぶ悄芰私馄渲械臏?zhǔn)確含義?
????事實(shí)證明,開發(fā)這樣的人工智能需要的并不僅僅是海量數(shù)據(jù)和工程技術(shù)。這些是必要的,但還不夠。實(shí)際上,開發(fā)這樣的人工智能需要人類與汽車同步,讓汽車像人類一樣了解世界。“城堡”中的司機(jī)知道,如何讓一輛汽車去像人類一樣觀察并作出決策?;蛟S這將向兩個(gè)方向發(fā)展:人類對汽車的理解越深,汽車對人類的了解就越深。
????對奧斯汀一個(gè)環(huán)島的記憶演變成了“城堡”的一部分,成為了無人駕駛汽車的數(shù)據(jù)記錄,成為了Carcraft的一個(gè)場景,成為了模擬網(wǎng)絡(luò),成為了新的軟件,而這最終將把更強(qiáng)大的無人駕駛汽車送上奧斯汀的環(huán)島。
????即使是在用于幫助人工智能了解世界的模擬抽象多邊形中,也帶有人類夢想的痕跡、回憶的片段,以及司機(jī)的感受。這些元素并非錯(cuò)誤,也不是人類的污點(diǎn),而是系統(tǒng)的必要部分,可以徹底變革交通、城市,以及其他所有一切。