技術(shù)
導(dǎo)讀:科技發(fā)展也遵循大同。
編者按:
為推進(jìn)車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,特邀請(qǐng)業(yè)內(nèi)專家學(xué)者共同建言獻(xiàn)策,推出“車聯(lián)網(wǎng)百家談”系列。作為本系列第一期,周玉山博士和歐先國(guó)先生提出從生物演化角度看自動(dòng)駕駛發(fā)展路徑,“L0-L5僅表達(dá)了當(dāng)前主流的人-車維度分級(jí)方式,我們還可以引入道路、網(wǎng)絡(luò)、法規(guī)等因素,形成更為復(fù)雜的方案配比,提供更多的路線選擇”,“L5不是自動(dòng)駕駛唯一最佳的終極目標(biāo)”,未來(lái)只要能演化成功的自動(dòng)駕駛路徑都應(yīng)該是合理的,比如“20%人,30%車,50%路”,而不是盲目追求最聰明的車。期待通過(guò)作者獨(dú)特的視角和觀點(diǎn),帶給讀者不一樣的啟發(fā)。
前言
近年來(lái),隨著人工智能技術(shù)的突飛猛進(jìn),自動(dòng)駕駛在各種場(chǎng)景中也得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。然而,安全事故的頻發(fā)和商業(yè)模式的缺失,讓人們不得不重新思考一系列問(wèn)題:相關(guān)技術(shù)是否已經(jīng)滿足大規(guī)模應(yīng)用的要求?“人和車”、“車和路”、“無(wú)人車和有人車”,“技術(shù)和規(guī)則”……種種交通要素應(yīng)當(dāng)如何聯(lián)結(jié)?各種運(yùn)營(yíng)模式是否存在最優(yōu)的組合方案?
本文嘗試從生物演化的角度對(duì)自動(dòng)駕駛發(fā)展路徑進(jìn)行探討,希望為業(yè)內(nèi)人士提供自動(dòng)駕駛技術(shù)和模式發(fā)展的另一種思路。
01
技術(shù)發(fā)展的“漸進(jìn)式”特征
“漸進(jìn)”是生物演化的一大特征。從最初的單細(xì)胞生物體,到今天種類繁多的各種生物,演化過(guò)程有著清晰連續(xù)的化石痕跡。比如鳥(niǎo)類翅膀的演化,雖然現(xiàn)代鳥(niǎo)類的翅膀形態(tài)和其先祖恐龍的爪子外觀大相徑庭,但骨骼構(gòu)造基本一致,而且可以看出明顯的沿襲關(guān)系。
技術(shù)的發(fā)展是否也是逐漸變化的?技術(shù)發(fā)展在一定程度上是“設(shè)計(jì)”的結(jié)果,呈現(xiàn)“階梯式”變化的性質(zhì),似乎并不完全是漸變式發(fā)展。
然而在基礎(chǔ)理論沒(méi)有突破性發(fā)展的前提下,特別是在某一個(gè)技術(shù)體系框架之內(nèi),由于各種條件的限制,人們通常只能在前人的研究基礎(chǔ)上進(jìn)行改良式創(chuàng)新。
因此,在同一個(gè)“臺(tái)階水平”上,技術(shù)演變基本呈現(xiàn)“漸進(jìn)式”發(fā)展的特征。以鋰電池為例,其內(nèi)在化學(xué)體系提出至今,材料構(gòu)成、機(jī)械結(jié)構(gòu)以及各方面性能的變化,都遵循“逐漸發(fā)生”的變化邏輯,本質(zhì)上沒(méi)有明顯的顛覆性突變。
因此,也許可以借用演化論的思想,對(duì)技術(shù)發(fā)展路徑進(jìn)行一定的梳理和分析。
02
自動(dòng)駕駛分級(jí)和生物的進(jìn)化
對(duì)于自動(dòng)駕駛的發(fā)展,最廣為人知的是SAE J3016的等級(jí)劃分方式。這一分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)明顯有著逐步演進(jìn)的特征,很容易令人聯(lián)想到生物的進(jìn)化。
自動(dòng)駕駛的“進(jìn)化”邏輯。這種“類似生物的進(jìn)化”的聯(lián)想,會(huì)帶來(lái)兩點(diǎn)強(qiáng)烈的暗示:
暗示一:L5級(jí)別的完全自動(dòng)駕駛,是自動(dòng)駕駛的終極狀態(tài)。各種技術(shù)的發(fā)展,都是為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo);
暗示二:自動(dòng)駕駛技術(shù)是從L0至L5,逐步連續(xù)發(fā)展變化的。
假如以上暗示成立,可以推出幾點(diǎn)邏輯悖論:
悖論一:L3 級(jí)自動(dòng)駕駛難以推廣。一方面,“逐步發(fā)展”意味著L3是不可跨越的必經(jīng)階段;另一方面,L3又要求駕駛員在沒(méi)有任何操作的同時(shí),始終保持注意力集中在路面上,隨時(shí)準(zhǔn)備接管車輛,這種狀況是難以長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)的;
悖論二:車聯(lián)網(wǎng)和車路協(xié)同相關(guān)研究工作都將成為“過(guò)渡狀態(tài)”。作為終極目標(biāo)的L5,要求車輛能夠在任何條件下自動(dòng)駕駛,意味著未來(lái)的場(chǎng)景是能夠完全脫離網(wǎng)絡(luò)支持。換言之,網(wǎng)絡(luò)和外界支持終將退出系統(tǒng);
悖論三:安全員的產(chǎn)品導(dǎo)向問(wèn)題。由于當(dāng)前大部分地區(qū)的法規(guī)要求,自動(dòng)駕駛車輛必須配備安全員。而安全員的存在,必然會(huì)對(duì)車輛軟硬件設(shè)置及技術(shù)路線的選擇產(chǎn)生影響。在這樣的情況下,一旦法規(guī)允許取消安全員,車輛將難以 “逐漸演化”為完全無(wú)人的技術(shù)狀態(tài)。
03
“不可逆”的進(jìn)化路徑
讓我們暫時(shí)放下以上悖論,看看進(jìn)化論如何分析這些問(wèn)題:上文所述的兩點(diǎn)暗示,從進(jìn)化論的角度,可以類比為以下兩個(gè)命題:
命題一:人類是進(jìn)化的頂峰,是進(jìn)化的終極狀態(tài);
命題二:生物大致沿著魚類-兩棲類-爬行類-低等哺乳類-靈長(zhǎng)類-人類的路徑演化。
人類是否進(jìn)化的頂峰?在討論這一命題之前,首先要厘清“頂峰”的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。進(jìn)化的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)只有一個(gè)——生存能力?;钕聛?lái)的,就是成功者。以這一標(biāo)準(zhǔn)來(lái)評(píng)價(jià),人類在惡劣的自然環(huán)境面前的生存能力,其實(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如低等動(dòng)物如蟑螂、老鼠。不用說(shuō)和更低等的單細(xì)胞生物相比了。
人類的演化路徑人類是不是沿著魚類-兩棲類……靈長(zhǎng)類的路徑逐漸演化而來(lái)的?換句話說(shuō),人是不是從猴子變來(lái)的?下圖是進(jìn)化樹(shù)的環(huán)形示意圖,圖中圓環(huán)中心代表物種的起源,越接近圓周的物種,代表年代越晚。
我們今天所能看到物種,都被標(biāo)注在圓環(huán)邊緣之上。可以清晰的看到,從5.4億年前原始的魚類進(jìn)化到今天的人類,進(jìn)化樹(shù)產(chǎn)生了多次分支(生殖隔離),進(jìn)化路徑經(jīng)歷了多次選擇。
目前多數(shù)考古學(xué)家認(rèn)為,距今1000-2000萬(wàn)年前,東非大裂谷地區(qū)的森林古猿,在地殼強(qiáng)烈運(yùn)動(dòng)造成的氣候和地形劇變之下,完成了最為關(guān)鍵的一次路徑選擇。他們從森林走向稀樹(shù)草原,下到地面生活,開(kāi)始直立行走,從而逐步演化成為今天的智人。
可以說(shuō)人是從猴子變來(lái)的,但“猴子”不是今天的猴子,而是2000萬(wàn)年前的“猴子”。我們今天看到的猴子,在2000萬(wàn)年前已經(jīng)走上了一條和人類完全不同的岔路,不可能再演化成為人類了。結(jié)合以上兩點(diǎn)分析,可以得出以下觀點(diǎn):
觀點(diǎn)一:“適者皆王”,生存到今天的物種,都是演化的成功者。只有路徑選擇不同,沒(méi)有高低優(yōu)劣之分;
觀點(diǎn)二:路徑選擇至關(guān)重要,不同的選擇導(dǎo)致不同的結(jié)果。選擇是不可逆的,一旦選擇完成便不可更改。
04
自動(dòng)駕駛演化論
自動(dòng)駕駛分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的重新認(rèn)知類比生物演化過(guò)程,對(duì)自動(dòng)駕駛分級(jí)進(jìn)行分析,同樣需要一個(gè)關(guān)鍵要素——評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。2019年9月,中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)的《交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)綱要》提出了明確的指標(biāo):“構(gòu)建安全、便捷、高效、綠色、經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)代化綜合交通體系”。
自動(dòng)駕駛是為交通運(yùn)輸服務(wù)的,是否滿足安全、便捷、高效、綠色、經(jīng)濟(jì)的要求(以下簡(jiǎn)稱“核心目標(biāo)”),應(yīng)該成為判斷自動(dòng)駕駛技術(shù)以及應(yīng)用效果優(yōu)劣的最高指標(biāo)。因此,對(duì)自動(dòng)駕駛分級(jí),更為合理的解讀應(yīng)該是這樣的:
解讀一:L0-L5是發(fā)展路線的選擇,數(shù)字只是代號(hào),沒(méi)有優(yōu)劣之分。L5不是唯一最佳的終極目標(biāo);
解讀二:選擇了某一條發(fā)展路徑之后,技術(shù)及應(yīng)用應(yīng)當(dāng)向著更好地滿足“核心目標(biāo)”的要求發(fā)展,而不僅僅以L5為目標(biāo)。
“自動(dòng)駕駛演化樹(shù)”參照環(huán)形進(jìn)化樹(shù),可以作出“自動(dòng)駕駛演化樹(shù)”的示意圖如下。
越接近圓周的方案,能夠越好地滿足“核心目標(biāo)”的要求。圖中L0-L5代表“人”和“車”對(duì)車輛駕駛的權(quán)重配比。例如,選擇了L4方案,意味著將以80%車、20%人的權(quán)重配比進(jìn)行技術(shù)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用模式探索。
隨著技術(shù)的發(fā)展,最終產(chǎn)品應(yīng)越來(lái)越好地滿足“核心目標(biāo)”的要求。在整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程中,人和車的權(quán)重應(yīng)保持基本穩(wěn)定。值得注意的是,圖中的L0-L5,僅表達(dá)了當(dāng)前主流的 “人-車維度”的分級(jí)方式。
我們還可以引入道路、網(wǎng)絡(luò)、法規(guī)等因素,形成更為復(fù)雜的方案配比,提供更多的路線選擇。如圖中La-Le所示的其他各種方案。綜上所述,在現(xiàn)有技術(shù)條件下,如何選擇合理發(fā)展路徑,在人、車、路、網(wǎng)、法規(guī)等要素之間尋求最佳結(jié)合點(diǎn),應(yīng)當(dāng)成為自動(dòng)駕駛下一階段發(fā)展的重要研究課題。
05
后記
自動(dòng)駕駛作為未來(lái)交通出行中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)組合,是復(fù)雜系統(tǒng)中的重要組成部分。任何對(duì)其抽象化、簡(jiǎn)單化的描述,都難以囊括所有內(nèi)涵。
本文觀點(diǎn)并非獨(dú)辟蹊徑,實(shí)際上,當(dāng)前一些大型車企發(fā)布的自動(dòng)駕駛白皮書中關(guān)于發(fā)展路徑選擇的論述,以及部分車企“跳過(guò)L3,直接進(jìn)行L4開(kāi)發(fā)”的戰(zhàn)略”,都隱含了類似的思路。
本文嘗試從演化論角度進(jìn)行思考,試圖對(duì)自動(dòng)駕駛整體發(fā)展進(jìn)行相對(duì)系統(tǒng)的梳理,希望業(yè)界同仁避免落入“唯技術(shù)化”、盲目追求“最聰明的車”的牛角尖中。技術(shù)的發(fā)展有其自身規(guī)律。遵循規(guī)律,順勢(shì)而為,當(dāng)可水到渠成。
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