智能驾驶最大的挑战是什么?
智能汽车与智能驾驶的话题放在5年前讨论,人们觉得还很遥远,但如今,“某某无人车”上路的新闻已经层出不穷,无论是美国硅谷,还是上海无人车测试区,人们好奇地拍下测试画面和车上顶着传感器的无人车。在当下,智能驾驶正逐渐渗透到生活中,在未来5年10年,依然是一大热门。
当人越来越少地介入到行驶过程中,人的因素还重要吗?什么才是智能驾驶最大的挑战?我们来看看吉林大学邓伟文教授的分析,本文根据邓教授在2017未来汽车峰会上的发言内容整理。
▲ 邓伟文,吉林大学汽车研究院常务副院长,国家“千人计划”特聘专家。
人和机器谁更“完美”?
人在开车的过程中,会遇到多种多样复杂的环境因素,交通、天气、道路、行人等等。在传统汽车电控系统中有两个基本假设:
(1)驾驶人操控“基本完美”假定,控制系统设计以实现驾驶人的驾驶意图为控制目标,即假设人的驾驶意图是正确的;
(2)行驶环境“基本无关”假定,由驾驶人完全承担对行驶环境的判断与处理责任和任务,人在承担判断和处理环境的责任和义务。
基于这两个基本假设,传统汽车电控相对来说是比较简单的系统,由“基本完美”的人在发号施令。
如今,在谈智能驾驶的时候,引入了复杂的“人-车-环境”闭环系统,假设也变成人在开车时是会产生问题的,而机器可以帮助到他们。驾驶人的情况多样复杂,群体庞大,非专业人员多,年龄、性别、驾龄各异,心理生理差异极大,这就带来了问题的复杂化。
马路杀手太多,人成了最危险环节吗?
截至2016年底,全国机动车保有量达2.9亿辆,机动车驾驶人3.6亿人,其中汽车驾驶人超过3.1亿人;驾龄不满1年的驾驶人3314万人,不满3年的超过三分之一,这部分人占驾驶员肇事总数的45%左右,也是潜在的“马路杀手”,当这些人进入复杂的“人-车-环境”闭环系统中,他们就成为设计这个系统非常重要的考量。
回想我们每一次的行程,驾驶人会做什么事?接电话、看手机,时间久了会疲累,遇到堵车情绪会不好,与其他驾驶员斗智斗勇超车变道,人的“驾驶负荷”在不断加重。因此,人也是整个行驶链最复杂最不确定的环节,是行驶系统中的bug,时常会存在状态不佳、习性不良、技能不足的情况;人也是驾驶链中最危险的环节,由于人的原因导致的交通事故占比90%以上(基于美国高速公路安全管理局2008年的调查)。
行驶交通环境和车辆质量可以改善,但人却难以改变,研究人的因素变得非常重要和基础,我们比任何时候都更需要研究人。
人和机器如何友好相处?
基于人和环境的不确定性与复杂性,汽车智能化是发展的大趋势,我们需要更智能的机器帮助人去判断和做决定,智能化的最高等级是无人驾驶,但在实现这一目的的过程中,还会经历很多个阶段。
目前SAE(美国汽车工程师学会)对智能驾驶的分级是比较通用的概念,从L0到L5,在这 个过程中会有部分自动化、高度自动化等阶段存在,这些阶段没有明确的界限,但可以看到,在很长一段时间内会处于人机共驾+人机交互的阶段,机器帮助人增强感知和预警,人帮助机器增强操作和控制。
在这个共存的阶段中,要了解驾驶人行为特征,包括意图、状态、习性和技能,人机共驾的模式有托管、纠偏、补偿、协同,当人不想开的时候可以交给机器开,当人决策错误的时候,机器可以帮助纠正,因此,友好、和谐、协同的人机共驾与交互至关重要。现在汽车产商也有不少应用,比如帮助停车、倒车、刹车等辅助系统,都是人机共驾的代表。
人工智能怎样模仿人、帮助人?
早在1956年时,有人曾预言,电力会成为司机,这个预言是对的,但是不确切,应该说未来,AC(自动控制)或AI(人工智能)会成为司机。基于AC(自动控制)的汽车自动驾驶技术会面临系统不可控、运行环境不确定、基于先验规则的控制策略无法处理突发场景等问题,也难于满足全天候、全工况准确和可靠的环境传感感知,比如复杂的天气与光照条件,雪天、雨天、晚上、大雾天气、恶劣行驶路况,电磁辐射与干扰、车辆参数、驾驶员操作、传感与执行器、行驶环境等。
因此,技术也从自动控制技术发展到人工智能技术方面,为解决更大不确定性和复杂性系统提供更有效途径。爱因斯坦说,智能的真正标志不是知识,而是想象(The true sign of intelligence is not knowledge but imagination)。机器模仿人的大脑神经活动,产生类人的智能功能,如联想推理、自学习、自适应,它们的计算与记忆能力已远超人类,感知能力已经接近人类,不断做到计算智能、感知智能和认知智能。
深度神经网络与大数据的结合可以突破模型的局限,人工智能基于数据,而不是算法,其本质在于消除系统的不确定性。而最高境界的“无人”,是能做到人性化,具备“类人”的驾驶体验,以及个性化,体现“类我”的驾驶风格。
在很长时间内,人都是驾驶链中重要的环节,我们比任何时候都更需要向人学习。人仍然是主体,机器辅助人、帮助人,同时也学习人,模仿人的联想推理、自学习及自适应能力是未来智能驾驶或无人驾驶的关键技术。
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