DARPA文化的變革促發(fā)了當(dāng)下自動(dòng)駕駛汽車的研發(fā)浪潮
出任局長(zhǎng)一職后,特瑟開(kāi)始努力扭轉(zhuǎn)DARPA的文化,雖然這一機(jī)構(gòu)早已因在互聯(lián)網(wǎng)和隱形戰(zhàn)機(jī)技術(shù)方面的創(chuàng)造而聲名卓著。特瑟迅速把原本投放在高校上的資金轉(zhuǎn)移到支持伊拉克和阿富汗戰(zhàn)爭(zhēng)的軍事承包商身上,這一機(jī)構(gòu)也從“藍(lán)天”走向了“成果”。特瑟認(rèn)定,創(chuàng)新仍然能夠秘密進(jìn)行,正如可以通過(guò)新想法的風(fēng)暴推動(dòng)硅谷的競(jìng)爭(zhēng)文化一樣,即使那些想法失敗了,也會(huì)得到獎(jiǎng)勵(lì)。
當(dāng)然,特瑟將DARPA帶到了新的技術(shù)發(fā)展方向上。他關(guān)注著數(shù)千名在戰(zhàn)爭(zhēng)中傷殘的退伍軍人,軍事決策者有了更多權(quán)力、獲得了更多成果后,他希望將機(jī)構(gòu)的經(jīng)費(fèi)投入人體增強(qiáng)項(xiàng)目以及人工智能領(lǐng)域,這意味著那些受傷的軍人能夠獲得機(jī)械肢體。
特瑟的汽車挑戰(zhàn)賽吸引了大批躍躍欲試的“車庫(kù)發(fā)明家”和志愿者。用軍事術(shù)語(yǔ)來(lái)描述,這是一個(gè)“戰(zhàn)斗力增倍器”(force multiplier),能讓這一機(jī)構(gòu)得到比從傳統(tǒng)承包商處得到的更多的創(chuàng)新。無(wú)人駕駛汽車的研究浪潮正是在汽車挑戰(zhàn)賽的推動(dòng)下高潮迭起,曾獲得過(guò)汽車挑戰(zhàn)賽的斯坦福冠軍團(tuán)隊(duì)的領(lǐng)導(dǎo)者之一,正是谷歌自駕駛汽車的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人塞巴斯蒂安·特龍。
DARPA的比賽在美國(guó)汽車工業(yè)的搖籃底特律激起了漣漪,然而這個(gè)行業(yè)的人們?nèi)匀粓?jiān)持著傳統(tǒng)觀念,那就是車注定要被人們操縱,而不是自動(dòng)行駛。從總體上看,這一行業(yè)普遍抵制計(jì)算機(jī)技術(shù),因?yàn)樵S多汽車制造商都心懷“計(jì)算機(jī)一定會(huì)出毛病”的想法。不過(guò),美國(guó)其他地方的工程師卻已經(jīng)開(kāi)始考慮通過(guò)全新的低價(jià)傳感器鏡頭、微處理器和互聯(lián)網(wǎng)來(lái)改變交通狀況了。
2010年春天,關(guān)于谷歌實(shí)驗(yàn)性汽車的傳言在硅谷興起,最初這聽(tīng)起來(lái)有些荒誕可笑。人們猜想,這家互聯(lián)網(wǎng)搜索巨頭要在眾目睽睽之下“藏”起這些車。甚至出現(xiàn)了這樣的故事:谷歌工程師已經(jīng)成功完成自駕駛汽車夜間從舊金山飛奔到洛杉磯的任務(wù)!一石激起千層浪,這樣的說(shuō)法引來(lái)的不僅是哄笑,也有尖刻的提醒:即便這樣的發(fā)明是可能的,它也不合法。他們?cè)趺纯赡軒е@樣瘋狂的東西蒙混過(guò)關(guān)呢?
可以肯定的是,谷歌兩位年輕的聯(lián)合創(chuàng)始人謝爾蓋·布林和拉里·佩奇當(dāng)時(shí)已經(jīng)完善了那些天馬行空的計(jì)劃,這些計(jì)劃包括利用人工智能以及其他技術(shù)來(lái)改變世界。谷歌前任CEO、現(xiàn)任董事長(zhǎng)埃里克·施密特曾告訴記者,他的角色就像是一個(gè)監(jiān)督者或監(jiān)護(hù)人,需要?jiǎng)裾f(shuō)兩位聯(lián)合創(chuàng)始人,哪些想法應(yīng)該被保持在“標(biāo)桿”之上或之下。布林和佩奇甚至考慮過(guò)太空電梯(天梯)的概念。隨著極其強(qiáng)韌的新材料得以開(kāi)發(fā),人們或許不再需要火箭,而是建造一條能夠連通地球和預(yù)定軌道的線纜,從而以較低的成本將人類和物資送入太空。當(dāng)被問(wèn)到對(duì)這個(gè)想法的看法時(shí),施密特會(huì)尖銳地說(shuō),這是一個(gè)仍處于考慮階段的想法,不過(guò)至少就目前而言,還在“標(biāo)桿”之下。
硅谷是技術(shù)專家的溫室,不過(guò)想要在這里守住一個(gè)秘密卻很難。很明顯,這里正在醞釀著什么事情。硅谷最令人津津樂(lè)道的故事,莫過(guò)于史蒂夫·喬布斯勸百事公司CEO約翰·斯卡利加盟蘋果公司時(shí)問(wèn)的那句“你是否希望賣一輩子汽水”。雖然在一些人眼中這可能是幼稚的舉動(dòng),但硅谷的精神就是改變世界。
它是“規(guī)模”這個(gè)概念的核心,這是一個(gè)十分常見(jiàn)的共同特性,會(huì)激勵(lì)一個(gè)地區(qū)的程序員、硬件黑客和風(fēng)險(xiǎn)投資者。僅僅賺取利潤(rùn)或是創(chuàng)造一些美麗的東西是不夠的,這些產(chǎn)物需要有影響力。它們必須作為禮物被放到世界上95%的圣誕樹(shù)下,或是為數(shù)十億人帶來(lái)干凈的飲用水或提供充足的電力。
谷歌CEO拉里·佩奇套用史蒂夫·喬布斯的方法,將塞巴斯蒂安·特龍這員大將招致麾下。2007年DARPA挑戰(zhàn)賽決賽結(jié)束后不到一年,特龍從斯坦福大學(xué)辭職,開(kāi)始了在谷歌的全職工作,秘密啟動(dòng)了谷歌自駕駛汽車項(xiàng)目。
谷歌自駕駛汽車“頭頂”上長(zhǎng)著丑陋的傳感器,這些車看起來(lái)比它們的前輩斯坦福大學(xué)的斯坦利還要奇怪。這些普銳斯的擋風(fēng)玻璃上并沒(méi)有傳感器陣列,但車頂上30厘米處卻裝著一個(gè)名為L(zhǎng)IDAR的360?傳感器。這個(gè)咖啡罐大小的激光設(shè)備是由高新技術(shù)公司Velodyne制作的,能夠幫助谷歌汽車輕松創(chuàng)建周圍幾百米范圍內(nèi)的實(shí)時(shí)地圖。當(dāng)然,這樣的設(shè)備價(jià)格不菲,單是LIDAR就讓每輛車的成本提高了7萬(wàn)美元!
這些配有雷達(dá)、攝像機(jī)、GPS和慣性制導(dǎo)傳感器,外觀奇怪的谷歌汽車是怎樣在眾目睽睽之下被藏起來(lái)的?一些原因是,這些車通常是夜間外出行駛的,看到它們的人通常會(huì)錯(cuò)把這些車當(dāng)成谷歌街景的采景車,采景車車頂豎起的桅桿上裝有夸張的大型相機(jī),能夠?qū)︸傔^(guò)街道周邊的環(huán)境構(gòu)建視覺(jué)地圖(它們也會(huì)記錄人們的WiFi設(shè)置,以此作為信標(biāo)來(lái)提升谷歌安卓智能機(jī)的定位精度)。
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谷歌自駕駛汽車項(xiàng)目負(fù)責(zé)人塞巴斯蒂安•特龍
每天深夜,谷歌的工程師們各個(gè)路段測(cè)試自駕駛普銳斯汽車。之所以選擇在夜里進(jìn)行,是因?yàn)樗麄兿M⑵鹁饶軌蜻_(dá)到厘米級(jí)的詳細(xì)地圖,周圍沒(méi)有行人車輛的時(shí)候更容易獲得道路的基準(zhǔn)地圖,于是這輛車就頂著惹眼的LIDAR傳感器一次次穿過(guò)城鎮(zhèn)。
被誤認(rèn)為街景車,往往能讓谷歌自駕駛汽車大模大樣地躲藏在人們眼皮底下,不過(guò)也不總是如此。有一次,他們遇到了記者,谷歌汽車工程師則選擇讓步,并同意載他一程。
坐在后座上的體驗(yàn)讓一切都立刻清晰明了,短短3年的時(shí)間,谷歌汽車就已遠(yuǎn)超DARPA挑戰(zhàn)賽的參賽車。谷歌普銳斯復(fù)制了很多DARPA的原始技術(shù),但更為精雕細(xì)琢。啟動(dòng)自動(dòng)駕駛狀態(tài)時(shí),車內(nèi)會(huì)響起《星際迷航》的音樂(lè)。從技術(shù)角度講,這次行駛是個(gè)了不起的成就。
普銳斯沿著山景城街道駛離谷歌園區(qū),試駕開(kāi)始了。在穿過(guò)幾個(gè)街區(qū)的路程中,這輛車在看到停車標(biāo)志和紅燈的時(shí)候都會(huì)禮貌地停下來(lái),之后并入了交通高峰期的101號(hào)高速公路。在之后的出口處,這輛車自動(dòng)駛離高速公路,開(kāi)上彎曲盤旋的立交橋。對(duì)第一次體驗(yàn)自駕駛車的乘客來(lái)說(shuō),最令人震驚的莫過(guò)于機(jī)器駕駛汽車轉(zhuǎn)彎的能力絲毫不遜于人類。人工智能的駕駛行為中絲毫沒(méi)有機(jī)械的影子。
當(dāng)《紐約時(shí)報(bào)》刊出這個(gè)故事后,谷歌汽車就像晴天霹靂一樣給了底特律重重一擊。這里的汽車行業(yè)將計(jì)算機(jī)和傳感器技術(shù)加入車中的效率慢得像蝸牛。雖然巡航控制已經(jīng)出現(xiàn)了幾十年,但智能巡航控制,即使用傳感器來(lái)自動(dòng)保持與交通的同步,在2010年還算是個(gè)奇異的功能。不少汽車企業(yè)在硅谷附近都設(shè)有“哨所”,不過(guò),在圍繞谷歌汽車的宣傳變得鋪天蓋地之后,其他汽車制造商也趕忙在硅谷附近建起了自己的實(shí)驗(yàn)室。沒(méi)人愿意看到發(fā)生在個(gè)人電腦硬件制造商身上的教訓(xùn)再度重演——當(dāng)微軟Windows系統(tǒng)逐漸成為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候,硬件廠商發(fā)現(xiàn)他們的產(chǎn)品變成了低利潤(rùn)商品,越來(lái)越多的資金流向了微軟。而現(xiàn)在,汽車行業(yè)也意識(shí)到,自己正面臨著同樣的威脅。
在特龍看來(lái),人類是糟糕而可怕的司機(jī),這主要是因?yàn)槿巳菀追稿e(cuò)誤、精力不集中。直到項(xiàng)目曝光時(shí),谷歌汽車已經(jīng)創(chuàng)下了超過(guò)16萬(wàn)千米無(wú)事故的紀(jì)錄,而之后的幾年里,這一數(shù)字又將繼續(xù)增長(zhǎng)并超過(guò)80萬(wàn)公里。一個(gè)名叫安東尼·萊萬(wàn)紹斯基的年輕谷歌工程師經(jīng)常要從伯克利開(kāi)車到相距超過(guò)60公里的山景城上班,而特龍本人則會(huì)在周末讓谷歌汽車帶著自己從山景城返回位于塔霍湖的度假別墅。
人生中頓悟的一刻到來(lái)時(shí),阿姆農(nóng)·沙舒瓦還是一個(gè)年輕的計(jì)算機(jī)專業(yè)本科生。那時(shí)他正坐在耶路撒冷一所大學(xué)的圖書館里閱讀一篇用希伯來(lái)語(yǔ)撰寫的文章,當(dāng)時(shí)他興奮地發(fā)現(xiàn),在很多方面,人的視網(wǎng)膜與計(jì)算機(jī)十分相似。文章的作者是西蒙·厄爾曼,計(jì)算機(jī)視覺(jué)研究先驅(qū)大衛(wèi)·馬爾的第一位博士生,也是人類與機(jī)器視覺(jué)專家。意識(shí)到人類的眼睛中也進(jìn)行著計(jì)算后,沙舒瓦對(duì)這一過(guò)程十分著迷,他決定追隨厄爾曼的研究腳步。
在麻省理工學(xué)院,沙舒瓦師從計(jì)算機(jī)視覺(jué)科學(xué)家湯米·波喬和埃里克·格里姆森。波喬的研究涉及神經(jīng)科學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué),而格里姆森后來(lái)成了麻省理工學(xué)院的副校長(zhǎng)。當(dāng)時(shí),從捕捉到識(shí)別形狀的過(guò)程中看似沒(méi)有障礙,但實(shí)際上編寫識(shí)別軟件卻十分艱難。即便是在今天,“場(chǎng)景理解”的目標(biāo)仍可望而不可即,例如,不僅識(shí)別出一個(gè)女人,同時(shí)也要識(shí)別出她可能做些什么。人們也僅是在一些小的領(lǐng)域取得了值得注意的進(jìn)步。舉例來(lái)說(shuō),現(xiàn)在很多汽車都能夠及時(shí)識(shí)別出行人或自行車,從而在發(fā)生碰撞前自動(dòng)減速。
通過(guò)腳踏實(shí)地鉆研這些瑣碎的技術(shù),沙舒瓦逐漸成長(zhǎng)為一位大師。在學(xué)術(shù)世界,腦科學(xué)家與計(jì)算機(jī)科學(xué)家還在爭(zhēng)論不休的時(shí)候,他的立場(chǎng)很簡(jiǎn)單:“飛機(jī)不會(huì)扇動(dòng)翅膀,但這并不意味著它們不能飛。”
研究生畢業(yè)后,沙舒瓦回到了以色列。而在這之前,他還開(kāi)辦了自己的公司Cognitens,利用視覺(jué)建模技術(shù)對(duì)工業(yè)零部件進(jìn)行精準(zhǔn)三維建模。這些圖像能準(zhǔn)確到頭發(fā)絲的級(jí)別,讓從汽車到航天領(lǐng)域的制造商們能夠?qū)ΜF(xiàn)有零件進(jìn)行數(shù)字化建模,從而檢查其是否合適。不過(guò),他很快就出售了這家公司。
在尋找新項(xiàng)目時(shí),沙舒瓦從以前一位汽車行業(yè)內(nèi)的老客戶口中聽(tīng)說(shuō),有汽車制造商希望能夠?qū)崿F(xiàn)加強(qiáng)計(jì)算機(jī)輔助駕駛的立體視覺(jué)技術(shù)。他們對(duì)沙舒瓦在多視覺(jué)幾何領(lǐng)域的工作有所了解,于是詢問(wèn)他是否也對(duì)立體視覺(jué)有想法。他回答說(shuō):“這很好,不過(guò)你并不需要一個(gè)立體系統(tǒng),一臺(tái)簡(jiǎn)單的攝像機(jī)就夠了。”他指出,在某些情況下,人類在閉上一只眼睛的情況下仍然能夠判斷距離。
憑借自己創(chuàng)業(yè)家的功力,沙舒瓦成功說(shuō)服通用汽車公司投資20萬(wàn)美元用于開(kāi)發(fā)演示軟件。他立即叫來(lái)了自己在商界的朋友謝夫·阿維拉姆,并建議創(chuàng)辦一家新公司。他們給新公司起名叫“移動(dòng)眼”(Mobileye),沙舒瓦親自編寫了臺(tái)式機(jī)展示用的軟件,然后展示了攝像頭的機(jī)器視覺(jué),這對(duì)當(dāng)時(shí)的汽車制造商來(lái)說(shuō)就好像是科幻小說(shuō)一般。
項(xiàng)目開(kāi)始6個(gè)月后,他從一個(gè)汽車行業(yè)的大型供應(yīng)商處得知,通用汽車公司計(jì)劃展開(kāi)一場(chǎng)競(jìng)標(biāo),尋求一種用來(lái)警告駕駛員車輛偏離車道的方式。在這個(gè)項(xiàng)目上花了幾個(gè)月的時(shí)間后,沙舒瓦在車道中保持行駛的軟件寫得初有成效,但沙舒瓦卻意識(shí)到,對(duì)于愿意率先起步的公司來(lái)說(shuō),這可能還不夠好。因此,這家羽翼未豐的公司很難一舉勝出。
后來(lái),他有了一個(gè)好主意。他在這款軟件中補(bǔ)充了車輛檢測(cè)功能,但告訴通用汽車公司這個(gè)功能存在錯(cuò)誤,不要在意。“在下一個(gè)版本中我們會(huì)解決它,所以你們可以忽略它。”他說(shuō)。這一句話就已足夠,通用汽車公司為能夠以低成本檢測(cè)其他車輛從而提升車輛安全性的想法欣喜若狂,于是決定立即取消投標(biāo),并承諾為這家新公司提供項(xiàng)目資金。車輛檢測(cè)能夠推進(jìn)新一代安全功能的研發(fā),這些功能并不會(huì)取代駕駛員,而是通過(guò)隱形的傳感器、計(jì)算機(jī)安全網(wǎng)來(lái)增強(qiáng)車輛的安全性能。諸如車道偏離預(yù)警、自適應(yīng)巡航控制前方碰撞預(yù)警和防碰撞制動(dòng)等技術(shù)正在迅速向前發(fā)展,并成為汽車的標(biāo)準(zhǔn)安全系統(tǒng)。
移動(dòng)眼有機(jī)會(huì)成為全球汽車行業(yè)最大的人工智能視覺(jué)技術(shù)提供商之一,但沙舒瓦卻有著更宏大的想法。在先后創(chuàng)建了兩家公司之后,2001年,他到斯坦福大學(xué)繼續(xù)自己的博士后研究,并與塞巴斯蒂安·特龍共用一間辦公室。兩人終將成為自駕駛汽車的先驅(qū)。
沙舒瓦追求的目標(biāo)與特龍一致,但他的方法卻更務(wù)實(shí),而不是天馬行空式的“登月”風(fēng)格。他一直深受導(dǎo)師波喬的影響,后者一直崇尚用生物方法來(lái)研究視覺(jué),這不同于依靠日益增強(qiáng)的計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)單粗暴的力量來(lái)識(shí)別物體的方法。如果說(shuō)代表全自動(dòng)架勢(shì)的谷歌無(wú)人汽車是只需開(kāi)始和結(jié)束按鈕的電梯,那么移動(dòng)眼就是一匹駿馬,韁繩始終掌握在你的手中,但駕駛卻變得更安全,也更有樂(lè)趣。
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移動(dòng)眼視覺(jué)系統(tǒng)“眼”中的世界
像谷歌一樣,這些以色列人也進(jìn)行過(guò)深入研究,開(kāi)發(fā)出了自動(dòng)駕駛所必需的技術(shù)。谷歌可能會(huì)計(jì)劃與新貴特斯拉合作,發(fā)起對(duì)汽車行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng),但沙舒瓦卻對(duì)汽車行業(yè)的文化極其敏感,這從移動(dòng)眼目前合作的客戶中就可以窺見(jiàn)。這意味著他的視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須控制成本,即使是高端汽車,花費(fèi)也不能超過(guò)數(shù)百美元,而對(duì)一輛普通的雪佛蘭轎車,成本甚至不可以過(guò)百。
谷歌和移動(dòng)眼采用了不同方法來(lái)解決相同的問(wèn)題,他們需要幫助車輛知曉周圍的情況,在高速條件下,這些判斷需要優(yōu)于人類的準(zhǔn)確度。谷歌的系統(tǒng)需要通過(guò)雷達(dá)、視頻、Velodyne LIDAR傳感器對(duì)汽車周圍的環(huán)境進(jìn)行精細(xì)到厘米級(jí)別的測(cè)繪,增強(qiáng)通過(guò)街景車采集到的數(shù)據(jù)。這些谷歌汽車是通過(guò)與谷歌云的無(wú)線連接來(lái)獲得地圖數(shù)據(jù)的。這一網(wǎng)絡(luò)對(duì)谷歌汽車導(dǎo)航系統(tǒng)來(lái)說(shuō)就好像一根無(wú)形的電子拐杖,確認(rèn)著傳感器看到的周圍世界。
全球地圖數(shù)據(jù)庫(kù)能讓谷歌的工作變得更容易。谷歌的一位工程師透露說(shuō),在這一項(xiàng)目啟動(dòng)之后,他們驚訝地發(fā)現(xiàn),這個(gè)世界上竟然有這樣多的變化。不僅高速公路的車道經(jīng)常會(huì)因?yàn)榫S護(hù)等問(wèn)題而出現(xiàn)變化,“連整座橋都會(huì)移動(dòng)”。他說(shuō),即使不依靠數(shù)據(jù)庫(kù),谷歌也能做到很多似乎只有人才能辦到的事情,比如無(wú)縫地融入高速公路的車流,或是在車水馬龍的密集市區(qū)應(yīng)對(duì)時(shí)停時(shí)走的交通。
與配有《星際迷航》啟動(dòng)音的谷歌汽車不同的是,移動(dòng)眼在切換如自動(dòng)駕駛模式的時(shí)候只有一個(gè)小小的視覺(jué)提示。移動(dòng)眼奧迪在高速公路上飛駛,有時(shí)候速度會(huì)超過(guò)每小時(shí)90公里。在通向死海的峽谷中蜿蜒盤旋而下時(shí)很難感到放松。而在一輛自駕駛汽車中,對(duì)新手駕駛員來(lái)說(shuō),非常具有挑戰(zhàn)性的是前方有車因紅綠燈而放慢了速度的時(shí)候。這需要所有人的意志力:讓腳離開(kāi)剎車板,并給予這輛車足夠的信任。果然,它逐漸減速,平穩(wěn)地停在了前面那輛車后。
谷歌汽車帶給人們的體驗(yàn)是一種分離感——幕后那些略顯怪異的機(jī)器智能設(shè)備,還有那些遙遠(yuǎn)的云計(jì)算機(jī)。而與此形成鮮明對(duì)比的是,2013年的測(cè)試階段證明,移動(dòng)眼汽車能讓車上的乘客敏銳地感覺(jué)到機(jī)器援助的存在。這款車需要在車道內(nèi)略微移動(dòng),然后結(jié)束停車狀態(tài)并絕塵而去——這樣的行為無(wú)法激發(fā)人們的信心。不過(guò),如果你了解底層技術(shù),這樣的插曲就不會(huì)那么讓人害怕了。移動(dòng)眼奧迪的視覺(jué)系統(tǒng)采用了一個(gè)“單眼”相機(jī)。第三個(gè)維度——深度,是通過(guò)沙舒瓦和他的研究人員設(shè)計(jì)的一個(gè)巧妙的算法計(jì)算得出的,這一技術(shù)也被稱為“從運(yùn)動(dòng)中構(gòu)建”,只需要略微移動(dòng)車身,這輛汽車就能繪制出前方世界的3D地圖。
自駕駛汽車的下一階段將在2020年之前到來(lái)——車輛將接手日常駕駛?cè)蝿?wù),不僅在塞車時(shí),每天通勤的路上也是。通用汽車公司將這一功能稱為“超級(jí)巡航”(Super Cruise),它標(biāo)志著人類司機(jī)的角色將會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)變——從手動(dòng)控制到監(jiān)督。
【鈦媒體作者介紹:本文內(nèi)容摘選自湛廬文化出品的《與機(jī)器人共舞》一書?!杜c機(jī)器人共舞》一書詳細(xì)介紹了機(jī)器人與人工智能的發(fā)展史,約翰·馬爾科夫(John Markoff)是備受喬布斯信賴的《紐約時(shí)報(bào)》高級(jí)科技記者,普利策獎(jiǎng)得主?!?/p>
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