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自动驾驶到底哪里不安全?

2016-08-11 吴甘沙 混沌研习社

无人驾驶做为一个全新的产业,还面临着非常多的未知数,除了司机、乘客,包括路上的行人可能都会比较担心。针对这些问题,有哪些措施可以减低人们的担忧? 


(本文根据吴甘沙在混沌AI成长营的内部课程整理而成,有删节)  

演讲者|吴甘沙

(驭势科技创始人,前英特尔中国研究院院长)


炙手可热的人工智能领域,催生了一批创业公司。我们可以大胆预测的是,最近5到10年,在这个领域,增值最大的产业是自动驾驶,没有之一。


为什么这么说?过去长长的100年中,这个被称为“工业之王”的产业在竞争格局上并没有大的变化,然而过去5年,四个趋势完全颠覆了这一格局:


  • 新能源化像特斯拉这样的电动车将零件数从3万个降到了1万个,进入者的门槛极大降低;

  • 出行多样化,尤其共享出行改变了汽车的消费模式;

  • 智能化和网联化改变了汽车的定义;

  • 汽车成为移动的智能化空间,人与信息和服务产生无数的触点。


所以它将会是一个涉及三个万亿美元的市场:全球汽车市场万亿美元,出行市场万亿美元;在实际产业之外,自动驾驶为社会经济带来的额外收益也将是万亿美元。


但是,对于自动驾驶,人们最关心的还是它的安全问题,尤其是特斯拉自动驾驶事故之后,自动驾驶的安全再一次被推上风口浪尖。


辅助驾驶是最初形态

但存在较大安全隐患

特斯拉事故就事出于此

 

说到安全问题,我们首先得知道,什么是自动驾驶?


有三种不同的形态,一是辅助驾驶或半自动驾驶,在一些封闭的结构化道路上可以让汽车自己去开。特斯拉的autopilot就是此类,Mobile Eye、奔驰和沃尔沃在未来也是非常重要的参与者,但这类技术有较大的局限性。


举个例子


特斯拉最早做出大规模可量产、可商业化的辅助驾驶工具,Auto Pilot。




特斯拉的摄像头和雷达配置如上图所示:前面一个摄像头,比较低的位置装了一个毫米波雷达,周身还装了12个超声波雷达,形成了一个像蚕茧一样的密密麻麻的探测区域,当有前后车辆进入蚕茧区域以后,Auto Pilot 就会提醒司机保持前后车距。

 

视觉(摄像头)加上雷达是一个很好的方案,但它是有缺陷的。为什么?

 

我们怎么用视觉判断前后车辆呢?比如,前车的车屁股是方形的,车后盖有两条对称的车棱,我们通过定义特征的方法去检测前车。

 

这样的方法肯定有缺陷。如果你遇到一个不那么规则的前车,就有可能检测不出来。特斯拉最近的一次事故,就是因为没有检测出来前面的大拖车。




一辆拖车在这里转弯,特斯拉开过来的时候,遇到的是一个侧面,而不是传统的车屁股,再加上这是一辆白车,所以视觉上不太判断得出来。


它的毫米雷达波在很远的地方就检测到,但是因为这么大的一个拖车,有可能是道路两边的东西,有可能是广告牌,所以它必须靠近一步地去验证,但是悲剧就在于,这个大拖车的底盘太高,而特斯拉的毫米雷达波太低,所以没扫到,直接撞上了。

 

所以视觉加雷达波是有这样的问题,但是高度自动驾驶就可以彻底解决这些问题。


从安全性上来说,

高度自动驾驶

比辅助安全驾驶要安全得多

 

高度自动驾驶和辅助驾驶的区别就是,它可以从封闭的高速道路开到大街小巷,要处理路口、环岛、行人、非机动车辆这些路况。


目前,真正实现高度自动驾驶的还没有。从安全性上来说,高度自动驾驶比辅助驾驶要安全得多,为什么?


一是因为,它是基于深度学习的高级感知。

 

传统辅助驾驶有几样东西是必须加入数据库的,比如汽车的特征和路上的行人特征,如果在澳大利亚,还要加上袋鼠特征的数据,在中东,还得加上骆驼的特征。

 

但局限是,道路上会出现什么东西是不可预测的。

 

所以高度自动驾驶会对驾驶场景中的每一个像素都做一个分类(Label),每个像素到底是属于哪一类,做画面的语义分割,这样的是路,这样的是建筑物等等,让自动驾驶系统对世界有更全面的感知。

 

二是因为,它有更好的地图和定位技术。

 

传统的地图我们叫导航地图,它只需要了解道路的信息和一些简单的交通规则。现在的辅助驾驶地图,需要进一步提高地图的信息量,包括车道线数目、路的坡度和曲率等等。

 

最高级别的地图我们叫高精度地图,就是高度自动驾驶的地图,它需要对环境做更精细的建模,比如马路边的路牙子都要建模出来,这样帮助汽车更精确地行动。


什么是真正为出行者设计的汽车?

“消灭驾驶员”是终极办法

解放老人、残疾人的出行自由

 

未来5年,传统车厂的主要努力方向是第一类和第二类自动驾驶,但这并不是以代替驾驶员为目的,而是让驾驶员更加安全和舒适。显然这是更稳妥的渐进道路。


而一些“野蛮人”直接选择了无人驾驶作为切入点,剑指2020年。他们认为前两种自动驾驶是危险的,因为机器失效时,在突现危机的电光石火中驾驶员不一定能立刻进入状态,做出清醒的决策。


所以终极的办法是“消灭”驾驶员。这样的汽车是真正为出行者设计的,小孩、老人、宠物、残疾人都能够乘坐,出行权利得到极大释放。


这就是自动驾驶的第三种形态:全自主驾驶或无人驾驶,完全由人工智能来驾驶,可以把方向盘、油门和刹车去掉。 一些互联网公司,Google、优步,凭借着互联网高势能进入到了下一个无人驾驶的领域。

 

它们强调说,我不通过前面那些雷达判断的手段去做自动驾驶,因为不安全。即使你能够1000次安全驾驶,但是只要1001次的时候出了问题,就关乎人命。


特斯拉在致命车祸的抗辩中指出,autopilot已经行驶1.3亿英里,这是第一起致死事故,而世界范围内每行驶6000万英里就有一次致死事故,全美的平均数字是9400万英里,因此自动驾驶更加安全。


虽然我是自动驾驶的拥趸,但必须指出,这一论据并不充分。1.3亿英里、不到1年的上路时间、10万辆左右的数量,这是非常小的数据样本。


换言之,只要特斯拉明天再出一起致死事故,就是6500万英里出一次事故了,拿美国均值做标准都不及格了。


兰德公司做了一个真正学术上的研究,它说,如果我要证明自动驾驶真的比人驾驶安全的话,我需要接近100亿英里的数据,要完成这个里程,可能要跑几百年,世界上任何一家车厂都不可能跑那么多里程。


那么怎么办呢?我们目前能够想到一个办法就是模拟。自己检测自己,Alphago就是这么自己练出来的,自己和自己下棋,一天就超过任何一个棋手一生所能够下的棋局。

 

那么Google的无人驾驶目前也在使用类似的方法去检测。你设置一个虚拟的道路环境,里面有车辆和其他路况,在这样的虚拟环境下,一辆自动驾驶的汽车一天可以在里面跑300万英里。

 

但是,无人驾驶做为一个全新的产业,还面临着非常多的未知数,除了司机、乘客,包括路上的行人可能都会比较担心。针对这些问题,有哪些措施可以减低人们的担忧呢? 


未来无人驾驶车上,每个车上面都有黑匣子,它记录了过去三十秒道路的情况,各种软件、硬件工作的情况,一旦出事了我能够确定责任在哪边。

 

软件方面必须保证我的软件模块是安全的。未来可能出现安全信息市场。分析师、白帽黑客会主动研究自动驾驶车辆的安全缺陷,发现漏洞以后,把安全信息反馈卖给汽车厂商,这些都是可能会出现的。

 

除了软件架构以外,还要建立小型化、高性能和高可靠的硬件体系

 

此外,乘客在车内的时候,如何产生对机器的信任感?在信息展示方面,我们需要随时随地让乘客了解路面的情况,让乘客感到安全。


除了乘客,车还需要和路面上的行人建立信任感,行人走过的时候,车灯也需随之而动,总之在人机交互方面,我们还需要做大量的设计。


*本文根据吴甘沙在混沌AI成长营的内部课程整理而成,有删节,欢迎转发分享,转载请直接在本公众号留言获得授权,我们会及时回复。


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