为自动驾驶汽车书写规则

作者：Steven Keeping

无人驾驶汽车是个很棒的概念。为什么？ 因为如果我们要投入大量能源和宝贵的资源来建造结构复杂、寿命周期内又甚少使用的机器，那我们就很难走上可持续发展的道路。分析数据门户网站Statista的报告，可以得出2017年汽车制造商共组装了9470万辆轻型汽车（包括轿车和厢式货车）；到2023年，这个数字预计将增长到1.117亿辆。这一增长主要由中国和印度的中产阶级推动，因为他们正在寻找消费新财富的方式。然而，至少在美国，汽车除了装饰郊区住宅的车道外用处甚少，只有8%的时间用在将人从甲地转移到乙地。

即使用于设计的用途，传统（内燃机）发动机车辆也是在以折衷的方式运行。据The Atlantic（《大西洋》）杂志报道，由于汽车能效低下，汽油中80%以上的能量都被浪费掉了。在我们的生活中，没有任何一件事情浪费能源的程度能够望其项背。电动汽车的机械效率要高得多，但在制造过程中仍然消耗大量能源，在运行过程中也会产生碳排放（除非充电所用的电力来自可再生能源），而且与传统汽车一样，也可能闲置在车库里。

有迹象表明，最新一代的潜在司机确实在质疑这种疯狂行为：买来用得少，每年还要花费约1.3万美元。此外，年轻人发现，网上购物、点播电视和社交媒体这些方式，使他们能够做许多前几代人需要汽车做的事情。此外，大多数年轻人生活在城市里，堵车、车位不足和公共交通系统复兴，这些都让他们不愿开车。

这些千禧一代是未来的消费者，是对交通有不同看法的一代人。对熟悉零工经济的他们而言，随时随地用智能手机叫车，似乎是更显然的出行选择， 花上大笔金钱购买一个通常要么丢在停车场、要么堵在路上的钢铁盒子绝非明智之举。因此，汽车公司、叫车公司和互联网巨头争相推出仅在需要时租用的自动驾驶车队。

软件挑战

自动驾驶车辆的硬件非常先进。利用激光构建环境3D图像的LIDAR（激光雷达）以及雷达、全球导航卫星系统 (GNSS)、云互联、接近传感器和摄像头等技术协同工作，共同向车辆“大脑”呈现周围环境的准确图像。车载计算机必须分析所有这些信息，计算出接下来几秒钟内会发生什么，然后，至关重要的是，决定下一步该做什么。这是挑战真正开始的时候。

按照该领域头部企业的说法，要解决好这个复杂的汽车工程问题，关键在于向汽车展示各种可能出现的情况，告诉它该做什么，从而教会汽车像人类一样思考。比如，前方车辆减速将触发自动驾驶车辆逐渐刹车，红灯将触发停车，“鬼探头”将触发紧急操作。可是，遇到不是这样一分为二的情况时，问题就来了。正如The Economist（《经济学人》）杂志所说的那样，一个随风飘过车道的塑料袋会不会被误认为是奔跑的孩子？路面上的一滩积水会不会被误认为是塌陷坑？一堆积雪又会不会被误认为是乱停乱放的汽车？ 当车辆遇见道路施工，必须从车载数字地图中不存在的路线绕行时，会发生什么？

更糟糕的是，即便对于人类司机不假思索就能发现并处置的信息，也几乎不可能只通过编写算法来处理。例如，不让道的骑车人；不打转向灯就转弯的学车司机；跌跌撞撞走进马路的醉酒行人…… 此外，要编写出能够满足硬性规定例外情况的软件也不是一件容易的事。想象一下，如果有辆车在一条中间是实线的双车道公路上抛锚了， 这时人类司机会在确保安全的情况下越线绕行，但自动驾驶汽车却可能死守规则，固执地等到障碍物清除为止。

这不是人类司机无视规则的唯一情况。例如，澳大利亚人在车流稀少的高速公路上，往往习惯于在外侧车道行驶，然而路标却要求使用内侧车道，“除非在超车时”。在英国，官方规定只有在表示警告时才能闪大灯，然而大多数英国人都会使用闪灯来示意另一名司机可以并道。

解决错误的问题

在急于杀入市场的过程中，自动驾驶汽车制造商正忙于解决错误的问题。让自动驾驶汽车适应人类驾驶环境就像19世纪初让第一辆传统汽车适应纽约街头一样困难重重。彼时，为数不多的几辆“不用马拉的车子”不得不在城市的10万匹马和每天堆积的数百万磅马粪之间穿行，平均速度只略高于步行速度。

但是，到了1920年代，福特T型车的推出，使汽车变得既平价又实用，于是纽约的交通基础设施围绕汽车司机需求进行了全新设计——让行人、骑车人以及马匹的需求退居其次。在其他城市，1920年代洛杉矶的城市规划就在很大程度上是面向汽车设计的。洛杉矶的人口密度低，郊区偏远，这是因为在从1910年开始的十年快速扩张中，人们可以很方便地开车四处活动。   

这种激进的方法正是安全引入自动驾驶汽车所需要的。例如，将人类操控的汽车与自动驾驶汽车分开，可以消除许多让自动驾驶汽车的计算机难以做出正确决定的情况。同样，让行人和骑自行车的人——以及那些讨厌的马匹——远离自动驾驶汽车，这样就不必再编写成千上万行专门用于避免事故的代码。

事实上，历史的教训可能会因为经济的需要而被忽视，我们将花几十年的时间通过调整当前的道路系统来适应从传统车辆到自动驾驶汽车的转变。但是总有一天，每个人都习惯于坐进汽车享受轻松时，这个系统将会建立起来，完全满足与福特汽车执行董事长小威廉·克莱·福特所预测商业模式一致的纯自动驾驶汽车的需求。早在2000年，小福特就意识到，其公司的未来应该是这样的：车辆由公司所有，用车者需要前往某个地方时才提供给他们。

在此之前，自动驾驶汽车软件工程师面临着艰巨的挑战；同时，很遗憾，他们设计的汽车仍将卷入事故。