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| 本文作者： 彭賽瓊 | 2018-07-05 10:56 | 專題：2018 CCF-GAIR 全球人工智能與機器人峰會 |
雷鋒網(wǎng)按：2018 全球人工智能與機器人峰會（CCF-GAIR）在深圳召開，峰會由中國計算機學會（CCF）主辦，雷鋒網(wǎng)、香港中文大學（深圳）承辦，得到了寶安區(qū)政府的大力指導，是國內人工智能和機器人學術界、工業(yè)界及投資界三大領域的頂級交流盛會，旨在打造國內人工智能領域最具實力的跨界交流合作平臺。在7月1日，峰會的智能駕駛專場上，自動駕駛的專家和業(yè)內人士們齊聚一堂，對自動駕駛的未來展開了深入的探討。
自動駕駛能有今天的高速發(fā)展，是站在眾多研究者的肩膀上的。他們多年孜孜不倦的努力，才讓自動駕駛進入我們的生活成為可能。但是在自動駕駛真正來臨之前，仍有許多技術難點需要攻克，學者們的洞見至關重要。在CCF-GAIR 2018 智能駕駛專場上，中科院自動化所復雜系統(tǒng)管理與控制國家重點實驗室主任、中國自動化學會副理事長兼秘書長、青島智能產(chǎn)業(yè)技術研究院院長王飛躍教授為到場嘉賓進行了題為“平行駕駛與平行交通：從智能出行到智慧城市”的大會報告，向大家闡述了平行駕駛的概念和智能交通的未來。以下是演講全文，雷鋒網(wǎng)在不改變原意的基礎上進行了編輯：
從上世紀八十代中開始研發(fā)太空、月球、火星上的機器人、無人車、無人工廠，到90年代初研發(fā)礦山上的無人卡車、當?shù)卮闳〔傻V，再到90年代后期研究高速公路的無人車和智能駕駛，已經(jīng)有30多年的時間，這使我對無人駕駛有了一些與眾不同的想法。
中國的汽車增長空間是非常大的，而技術應用空間則更大, 因為發(fā)達國家?guī)缀跻蝗艘卉嚕覀儾攀畮兹艘徊寇嚕擅壳Ю镘嚨溗劳鋈藬?shù)卻是別人的五倍。90年代末到2000年初，國外汽車的電子產(chǎn)品占汽車成本的15%以上，我們差不多只有1%，差距非常大，當然增長空間也非常大。從1991年開始的20年間，我經(jīng)常參加CES，到了2014年，CES有了變?yōu)槠囌股痰母杏X，無人駕駛出現(xiàn)。到了2016年，就達到了高潮，現(xiàn)在越來越多的汽車制造商，特別是互聯(lián)網(wǎng)系的智能車StartUp, 必來CES。印象最深就是那一年CES在停車場上空放的巨大汽球，上書"Vehicle Intelligence"二個大字上，“汽車智能”的概念從此風行。問題是，這個汽車智能怎么實現(xiàn)？從L0到L5? 我有不同的看法。
其實中國很早就有了答案。我小時路叫馬路，歷史上中國在馬路上是領先的。秦始皇統(tǒng)一中國靠的是馬路，他建造了世界上第一個高速公路網(wǎng)——“秦直道”，將從咸陽到成都的時間縮短到幾十個小時。秦朝家族原來是給周天子養(yǎng)馬的一個落后部落，最后靠馬發(fā)展起來。我陪外國人去看秦始皇陵兵馬俑的馬車時，都會告訴他們，這就是我們2000年前的奔馳、寶馬。
但是，現(xiàn)在我們落后了。當人有路權的時候，我們居住在山洞、樹上。當馬有路權的時候，我們開始有了村莊、鄉(xiāng)鎮(zhèn)。當車有了路權以后，才有了現(xiàn)在的大都市。將來，人開的車和無人車不會在道路上混合行駛。將來，非自動駕駛車輛要上路，可能會像現(xiàn)在的馬需要關在車里上路一樣，這些車需要裝在無人駕駛大卡車上，才能上路。將來，只有在賽車場上才會出現(xiàn)有人駕駛的車。而且，就像今天只有有錢人才能擁有馬一樣，以后，只有有錢人才能自己駕駛汽車。
在馬與車混行的時候，高速行駛的車會讓馬受驚，從而容易引發(fā)出事故。當時英國甚至還出現(xiàn)了“紅旗法案”，限定了汽車的車速，并要求人在開車時要在車前搖著小紅旗呼喊，提醒行人小心。無人車可以毎小時開200里以上，一般人卻不行。當無人車與有人車在同一條道路行駛時，高速行駛的無人車可能會讓人類司機受驚，就像當年馬受驚一樣。所以，就像馬需要讓出路權一樣，人也要將路權讓給無人車，這樣出行才綠色、高效。而無人車出現(xiàn)之后，整個社會形態(tài)將會改變，出現(xiàn)智慧城市和智慧社會。以后的旅館酒店將擁有無人房車、無人餐車，想睡哪里，想在哪吃，都可以。就像馬和車的到來對社會產(chǎn)生的變化一樣，無人車也將帶來更大的變化。所以，大家一定要有這種更加開闊的思維，不要局限于所謂的“馬糞”問題，否則對不起智能車，更對不起這個時代。
什么是"馬糞"問題? 1894年，幾乎全世界報紙的頭版頭條都報道過馬糞這一重大的社會問題。當時，倫敦有幾萬匹馬，紐約有幾十萬匹馬，路上的馬糞成了嚴重困擾。此外，馬糞招來蒼蠅，傳染疾病，甚至有的馬還死在路上。當時的"專家"預測，這樣下去毎天路上要積好幾英尺厚的馬糞，將引發(fā)重大社會問題，必須嚴肅對待、研究對策。可惜，我們現(xiàn)在已經(jīng)沒有機會再面臨這樣的馬糞問題，連馬都下路了，何來馬糞。我相信將來有人開的車也必須出路權，下路! 現(xiàn)在研究的許多無人車問題，到頭來也是馬糞之類的問題，許多問題不是自然消失，就是自然得到解決，這是我跟大家不一樣的觀點。
從智能控制開始，到空間的機器人，再到月球上的無人車，火星上的無人工廠，再到礦山上進行推土、裝載的無人車，一直到路上開的無人汽車，我都自已經(jīng)歷過。顯然，現(xiàn)在的無人車，還遠未達到智能的程度，但這項技術仍十分具有前景。
這是當年我們研發(fā)的VISTA Car，后來，我們連GPS也不用，只使用攝像頭和雷達，還不是今天的LiDAR。九十年代，我們是世界上唯一一個在美國51號州際高速公路上進行無人車演示的團隊，當時無人車的時速是120公里。測試點就在今年3月18日Uber無人車發(fā)生致命事故的地方，那已經(jīng)是20年前的事情了。最初這只是一個工程項目，對我們研究控制的人來說，這不是一個太難的問題，我們連PID都不需要，只用PD就足夠了，最后就是簡單的分段控制。
當時就認識到最大的問題就是環(huán)境感知的問題，可那時有些專家很不認可我的看法。幾年之后，清華的李力成為了我門下的博士生，我便讓他總結了這項研究并寫一本書。2005年就完成了撰寫，但因為當時對無人車感興趣的人太少，市場太小，直到2007年才出版，但長期無人理。2015年在常熟舉辦第一屆中國無人車大會，我才覺得該是這本書發(fā)揮作用的時候了，于是，在2016年，我們又把它翻譯成中文出版。這是英文第一部無人車專著，書中提出的許多東西，現(xiàn)在還沒有實現(xiàn)。
2005年，在西安召開的IEEE第一屆汽車電子與安全(ICVES)大會上，我提出要研究一個"車內簡單、車外復雜"的智能車代理控制與服務系統(tǒng)，這就是平行駕駛的開始。當時還沒有云端的概念，但是這個系統(tǒng)中，要求軟件定義的汽車和物理汽車同時行駛，我稱之為“人工汽車”，主要用來進行描述、預測、引導，形成軟硬四部車，今天合稱為“四胞胎”，虛實互動，一起行進，這就是平行駕駛的概念。
中國智能車的集大成者是基金委的視聽覺認知重大計劃，這是最為抽象的一個項目。認知科學的立項，就用了近10年的時間進行論證。從90年代末開始，討論文集都出版了，但始終沒有立項。因為認知科學太抽象了，有專家擔心巨額的資金投入最后只能換來幾篇論文。最后，大家同意把相關的算法研究成果應用在了無人車上，展示識別的過程，以及視覺、聽覺的其它應用。目前，聽覺用得比較少，視覺用得比較多。這是國家基金委信息學部的第一個大項目，當時預算1.5個億。
接著，2009年，IEEE又在西安召開智能汽車大會，我們將其打造成了一個智能車挑戰(zhàn)賽（中國智能車未來挑戰(zhàn)賽）。挑戰(zhàn)賽至今已經(jīng)連續(xù)舉辦了10年了，今天的主持人鄧志東教授從一開始就參加了。這一賽事現(xiàn)在已經(jīng)成為了國際上歷史最久、規(guī)模最大、水平最高的無人駕駛賽事。此前，沒有一個科研單位曾寫出過如何測試、如何評價車輛智能水平的科學文章，而這個賽事已經(jīng)產(chǎn)生出了三篇此類文章。
中國研究無人車的創(chuàng)業(yè)者，大部分都是從這一賽事中產(chǎn)生的。挑戰(zhàn)賽的最初兩屆都在西安舉行，第一屆只有6部車參賽，人走的比車開的快，車速不及人步行的速度; 第二屆就變成人跑的比車開得快，參賽車的車速不及人跑步的速度。在第二屆挑戰(zhàn)賽上，還增加了交通標志識別測試，當時沒有一個車隊通過測試。到了2011年、2012年，挑戰(zhàn)賽在內蒙古舉行，雖然當時無人車的車速已經(jīng)很高了，但是水平還有待提高。從2013年開始，這一賽事就固定在常熟舉辦。
最大的變化是從2014年開始的，當年的賽事吸引了許多創(chuàng)業(yè)者、企業(yè)的目光。2015年，開始有人向我打聽參賽車隊中是否有人才可以跟他們一起創(chuàng)業(yè)。挑戰(zhàn)賽按4S評判：安全(Safty)、舒適(Smoothness)、快速(Sharpness)、智能(Smartness)。參賽者還需要在城市環(huán)境、郊外環(huán)境、高速環(huán)境上進行測試。在這批初創(chuàng)公司中，我最熟悉的是慧拓和馭勢。
而我自己關注的就是平行駕駛，即軟件定義的車和物理的無人車一起行駛。它們行駛在三個世界：物理世界、心理世界，加上虛擬世界或人工世界，所以要有“人工汽車”。當物理的車在物理世界中行駛時，人工車已經(jīng)在另外的空間里行駛了。通過物理車與軟件定義的車之間的交互能夠產(chǎn)生數(shù)據(jù)和智能。車行駛的過程就是產(chǎn)生數(shù)據(jù)的過程，傳感器產(chǎn)生的小數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫耍贫硕x的車再將小數(shù)據(jù)通過各種計算實驗擴展成大數(shù)據(jù)，然后再通過智能算法將大數(shù)據(jù)轉換成小智能，讓行駛變得更安全、高效、舒服，提供更好的服務。這就是從小數(shù)據(jù)到大數(shù)據(jù)，再到小智能的過程，也是平行車和平行駕駛要達到的目標。
平行駕駛就是把有人車、遙控車、網(wǎng)聯(lián)車和無人車統(tǒng)一起來的技術手段。平行學習是其中的一項核心技術，讓無人車在虛擬空間和實體空間中同時學習。例如，傳統(tǒng)上我們發(fā)生了事故，將獲得知識，進而修改法規(guī)。這是物理世界吃一塹，人工世界長一智。平行駕駛把它反過來，要在虛擬世界吃一塹，但在物理世界長一智。這就是為什么無人車要通過計算實驗的方式把小數(shù)據(jù)集成大數(shù)據(jù)，再把大數(shù)據(jù)轉為小智能，這一過程的核心就是平行學習。
視覺也是平行的，在物理世界行駛之前，我們可以先讓人工車在虛擬世界中行駛，如果沒有達到理想的效果，就不能進入物理世界。因為物理世界是已經(jīng)實現(xiàn)的人工世界，而人工世界就是還沒實現(xiàn)的物理世界。我們應該有90%的時間是在虛擬空間測試的，另外10%才在物理空間測試。
此外，感知、規(guī)劃也是平行的。網(wǎng)絡也要對應平行網(wǎng)絡，物理信號之外，還會有社會信號、精神信號，情感信號。以后人機因素將會變多，遠端的人機因素，車內外的人機因素都要考慮。所以平行駕駛需要考慮“四胞胎”，是雙雙胞胎。
這“四胞胎”中除了物理世界中的物理汽車，還有人工世界中的人工汽車：
第一是描述車輛。軟件定義的汽車，不再需要使用傳統(tǒng)的汽車用戶手冊，三維可視的描述車與物理車通過無線傳感網(wǎng)連在一起，不論開到哪里都可用于運維和監(jiān)護。
第二是預測車輛。前方的道路是否會發(fā)生事故，是否擁堵，預測車輛都能提前預測。
第三是規(guī)劃車輛或引導車輛。規(guī)劃車輛會提供最高效、最節(jié)能的路線，引導物理車更好的方式出行。
今年3月18號，平行駕駛系統(tǒng)3.0版進行演示，昨天，又匯同國際平行駕駛聯(lián)盟在今年的IEEE智能車大會上進行了3.1版的演示。
（王飛躍在現(xiàn)場播放了一段在常熟國家智能車測試中心進行的演示，演示中的五部平行車輛有物流車、SUV等，平行管控中心、平行接管系統(tǒng)、自動駕駛系統(tǒng)三者進行了互動。）
2005年，我國的世界汽車市場在全球看來還不大，現(xiàn)在，我們已經(jīng)連續(xù)幾年位居世界第一大汽車市場了。現(xiàn)在，我們有很多的汽車生產(chǎn)商和大量的汽車，讓老百姓立刻換成無人車，可能性是非常小的，也不應該，這個過程至少要10年，我看20年也不長。
現(xiàn)在有許多真正需要無人車的場景，其中一個就是礦山。在美國，一些大的礦山都在比較偏遠的地方，沒有人愿意去工作，只能招到一些經(jīng)驗不足的工人，給他們極高的工資，繳納高額的保險。
而礦山中使用的卡車又非常昂貴，一部就要上百萬美元，一個大輪胎就要30多萬美元，有的卡車輪胎價格甚至高達60萬美元。采礦商一般是買不起這類車的，只能租用。因此他們希望能夠充分發(fā)揮卡車的效率，而這就要求駕駛員有豐富的經(jīng)驗。可是，掙到一些錢后，經(jīng)驗豐富的人往往不愿意再從事這份工作。
而愿意從事這份工作的員工，第一年的效率只能達到30%，培養(yǎng)一年后能達到70%，第三年能達到90%。但這些員工第二年認為自己有錢后，就不想繼續(xù)了這份工作了。因此，礦場就只能不停地招人。所以他們就開始了自動化，但可惜我們當年那個無人礦山項目剛完成就遇到了世界范圍的銅價大跌，最后也就沒有派上用場。
但是銅礦并不是唯一需要自動化的地方，現(xiàn)在中國的礦山缺乏工人，因此，這項技術可以應用到礦山上去。將來，可以讓軟件定義的礦山與軟件定義的大卡車，跟物理的礦山和物理的汽車一起運營，安全、可靠、保險、高效。
慧拓與中國最大的礦山卡車公司徐工合作，同時也進入了物流領域，給東風提供平行物流的應用，這都是十分有前景的方向。
（王飛躍在現(xiàn)場播放了一段自動駕駛貨車行駛的視頻。平行物流包括自動駕駛物流車、平行駕駛管控中心、遠程接管系統(tǒng)。）
物流、礦山這些場景有三合一的特色，即平常的運維、監(jiān)控、應急三合一，非常適合應用平行駕駛。
此外，平行的概念也可以應用到自動駕駛的測試中。平行測試，能夠讓車虛擬空間吃一塹，在物理空間長一智。基金委設立了一個相關的重大項目，剛剛結題，已被評為優(yōu)秀。
（王飛躍在現(xiàn)場播放了一段平行測試的演示視頻，視頻中包含了多項測試項目）
這里只演示了結果，其中最重要的部分是虛擬測試。慧拓與吉利汽車在寧波的測試基地合作，其中，有1000多畝試車場是虛實結合的，目的是提高效益。
中國的無人車走到今天并不容易，前兩天在常熟召開的IEEE IV大會，將無人車領域歷史最悠久、規(guī)模最大的會議，又推向了一個歷史高峰，有上千人參加。
在2002年的時候，原本確定中國是 IV 2006的主辦國，但到了2003年，當時日本提出異議，認為中國的汽車市場規(guī)模較小，當?shù)厝藢o人車、智能車大會不會感興趣，建議大會移植日本召開，動議大會委員重新進行了投票，最終決定不在中國開。作為補償，特給中國開設一個新的會議——VES，VES是汽車電子安全的會議。
2005年，在IEEE召開的技術理事會(TAB)上，人們還認為通用汽車不進入中國的原因是中國沒有汽車市場。其實2005年時，中國市場已經(jīng)達到了不錯的規(guī)模，但這就是國外對中國汽車市場的認識。
一直到2009年，IV大會才到中國舉辦，今年是中國第二次舉辦。此次參會的每個外國人都認為大會辦得非常成功，從來沒有見過這么大的規(guī)模。此次大會的論文投稿數(shù)、參會人數(shù)、注冊的人數(shù)都是歷屆最多。明年大會要在巴黎開，法國人表示有很大的壓力。
這次會上，我們也與加拿大、美國、瑞典、英國，以及中國的一些學校聯(lián)合成立了平行駕駛國際聯(lián)盟，進行數(shù)據(jù)共享，要使數(shù)據(jù)共享成為主流。“馬糞問題”雖然可以研究，但不應該大規(guī)模研究。另外，國際汽車工程學會提出自動駕駛的分類，就像當年養(yǎng)馬協(xié)會、馬車協(xié)會提出馬車的分類一樣，不管什么類最終都會被淘汰。未來人類駕駛員也會讓出路權，就駕駛而言，我更相信機器自動化技術可靠。
目前交通正在走向交通5.0。最初，交通5.0是指城市交通、公共交通、靜態(tài)交通、物流交通，以及社會交通一體化。但后來IEEE專委會討論認為，應該從以前的機械化、電氣化，信息化、網(wǎng)絡化，進入到平行化，平行化就是智能化的技術途徑。智能只是一個概念，如何實現(xiàn)虛實互動的平行智能，是我們需要思考的問題。
平行交通，是我們最早開始切入點，即軟件定義的交通系統(tǒng)，人工交通系統(tǒng)與物理交通系統(tǒng)合二為一。這一系統(tǒng)平常可以用來進行訓練、培訓，還可以進行實驗與評估。例如產(chǎn)生一個人工交通事故，通過觀察這個人工交通事故的傳播與影響，我們可以制定相應預防和解決措施。
在修路之前，我們也可以先在系統(tǒng)上修一條人工路，進行計算實驗，觀察道路的通行效果、最佳位置。而不是按照現(xiàn)在的經(jīng)濟利益，拍腦袋決定。也不是讓人工交通逼近實際交通，而是讓實際交通逼近人工交通，使之更加高效。
針對平行交通，我們提出“五位一體”的應用，后來國家也對這個方案表示認可，成為發(fā)改委和交通部聯(lián)合推出的青島“多位一體”平行交通運行示范項目。
總結起來，當人有路權的時候，我們只能住在山洞里，住在樹上，當馬有了路權的時候，我們有了村落、鄉(xiāng)鎮(zhèn)，當車有了路權的時候，我們有了今天的大都市，只有當無人車有了路權，我們才能真正走向智能城市、智慧社會。
將來，不僅會有交通的控制中心TOC，還會有車輛運控中心VOC，嚴格控制車輛上路，它將變得更加安全，甚至消除事故傷亡。
有一年，在智能交通學會的理事會上，有人評價我們這個交通學會與傳統(tǒng)交通沒有任何關系。當時作為會長，我對這一評價做出了回應，還定了一條規(guī)則：所有當過會長的成員不得再次參加競選。一定要讓年輕人進來。我說的原話就是：We should be the force to force others to change. For that, we must have and keep our own identity。我們需要我們自己的擔當，特別是在座的年輕人，如果你們都順著舊的思維，社會就不會有進步，那還談什么創(chuàng)新呢？我希望年輕人能夠有自己的擔當，改變這個社會。謝謝大家。
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