启程:从马车到自动驾驶的百年求索路 | Setting Off: The Century-long Journey from Horse-drawn Carriages to Autonomous Driving
1925年英国陆军工程师的无线电遥控试验车虽然完成了首次公开演示,但其本质仍是“人在回路(Human-in-the-Loop)”的远程操控,距离真正的“无人驾驶(Autonomous Driving)”还差最关键的一步——车辆必须具备自主判断环境、做出决策的能力。这一认知的突破,要等到20世纪30年代一位美国发明家的疯狂实验才真正被摆到台面上。
1932年一个闷热的夏日午后,纽约第五大道上突然出现了一辆没有驾驶员的小轿车,它独自沿着车道缓缓行驶,遇到行人会自动减速避让,遇到路口会自行转弯,瞬间吸引了数千名路人驻足围观。《纽约时报》当天的头版标题是《无人大道:上帝驾着马车现身纽约?》,报道中描述“车辆行驶得平稳流畅,仿佛有一双看不见的手在操控方向盘”。这辆被称为“幽灵车(Phantom Car)”的试验车,是美国发明家Francis Houdina的杰作——他在车内藏了一名操作员,通过无线电信号远程控制车辆的转向、油门和刹车。虽然本质上仍是远程操控,但这是人类首次让公众直观感受到“无人驾驶汽车”的可能性:此前这类设想只存在于科幻小说中,而Houdina的实验让普通人第一次相信,没有司机的汽车真的可以上路。直到警察拦下车辆,发现藏在后备箱里的操作员时,围观的群众才大呼“被骗了”,但这场营销噱头式的实验,客观上完成了自动驾驶的首次大众科普。
如果说Houdina的幽灵车是向公众展示了“无人驾驶”的想象空间,那么1939年纽约世博会的“未来公路(Futurama)”展区,则第一次向全世界描绘了自动驾驶的完整技术蓝图。著名工业设计师Norman Bel Geddes耗资100万美元,打造了一个占地1.3万平方米的微缩未来城市模型:数百辆造型流线的小汽车在专用的自动化道路上自动行驶,道路下方埋着感应线圈,车辆通过接收线圈的信号自动保持车距、调整方向,永远不会发生碰撞,城市里没有交通拥堵,也没有交通事故。整个展区在半年展会期间接待了超过3000万游客,当时的主流媒体预测“到1960年,美国的高速公路将全部被自动化道路覆盖,无人驾驶汽车将成为家庭标配”。这一“基础设施依赖派”的技术路线,在此后半个多世纪里一直是行业的主流选择,直到2000年后才被“自主感知派”彻底取代。
第二次世界大战的爆发,意外地为自动驾驶技术奠定了硬件基础:雷达(Radar)、自动控制理论、计算机技术从军用领域快速转为民用。1950年代,贝尔实验室(Bell Labs)启动了名为“Prometheus”的自动驾驶研究项目,团队改装的试验车在封闭测试场里实现了每小时50公里的自主行驶,虽然只能在画着清晰车道线的封闭路段运行,遇到任何障碍物就会立刻停下,但这是人类历史上首次让车辆在没有人工干预的情况下完成自主行驶。当时的试验车搭载了一台占满整个房间的计算机,重量超过1吨,功耗高达10千瓦,每秒只能处理2帧图像,而支撑这一切的核心算法,正是1956年达特茅斯会议(Dartmouth Conference)上刚刚提出的“人工智能(Artificial Intelligence)”理论。
1956年的达特茅斯会议被公认为人工智能的诞生地,而会议的发起人之一、后来被称为“人工智能之父”的John McCarthy,在会议期间就明确提出了“自动汽车(Automatic Automobile)”的设想:“如果我们能造出具备推理能力的机器,那么为什么不能让机器代替人类开车?”1969年,他在《科学美国人》发表的专栏文章中做出了一个大胆的预测:“到1985年,计算机控制的汽车将能够在普通公路上自动驾驶;到1995年,将能够在城市复杂道路中自动驾驶。”这个预测在当时被很多人嘲笑为“科幻作家的幻想”,但直到2020年,全球首个完全无人驾驶的商业化出行服务才真正落地, McCarthy的预测仅仅晚了25年——对于一项跨越多学科的前沿技术来说,