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丟掉了安全,自動駕駛將一無是處

作者:英特爾時間:2019-11-27來源:電子產品世界收藏

近日,美國國家運輸委員會(National Transportation Safety Board,簡稱:NTSB)公布了對2018年美國亞利桑那州坦佩市一起汽車事故的最終調查結果,報告稱“一系列的軟件設計缺陷使得系統無法對違規橫穿馬路的行人作出正確反應,從而導致撞車事件發生。”

本文引用地址:http://www.zgzcxq.live/article/201911/407575.htm

無辜的生命逝去理應得到緬懷,而“人為”的禍事更值得整個行業深刻反思。技術研發的初衷是為了大幅降低交通事故率,所以“”應該是貫穿這項新技術全生命周期的關鍵詞:從系統開發設計到驗證測試,再到自動駕駛汽車的商業化運營。此外,從技術創業公司到成熟的OEM和關鍵技術的各級供應商,制定可參考的、標準化的自動駕駛系統框架或指南是十分必要的事情。

7月初,英特爾聯合十家從事汽車制造和自動駕駛技術研發的企業,共同發布《自動駕駛安全白皮書》,提出“自動駕駛安全第一”框架。該框架以英特爾的責任敏感安全模型(RSS)為基礎,能夠為安全的自動駕駛汽車的設計、開發、驗證和確認等各階段提供指導。

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英特爾聯合十家從事汽車制造和自動駕駛技術研發的企業,共同發布《自動駕駛安全白皮書》

該白皮書主要由十二條安全自動駕駛汽車的指導原則以及踐行該原則的必要步驟所構成。每一條原則均細化了安全的自動駕駛汽車所必備的一系列功能,并由此推導出了實現這些功能所必需的安全要素。其中,英特爾的RSS模型在“駕駛規劃要素”的部分得到了重點強調。這一要素能夠支持汽車制造商“創建一種零碰撞且合法的駕駛方案”,作為理解、預測和管理自動駕駛汽車行為方式并確保其遵守道路規則的一種手段,體現出了安全自動駕駛的最高原則。

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英特爾的RSS模型在“駕駛規劃要素”的部分得到了重點強調

RSS模型推出于2017年,目的是為汽車行業提供一個“技術中立”的出發點,進而使全行業能夠就自動駕駛汽車安全的具體定義與內涵達成一致。RSS將人們對安全駕駛的概念具化為一個可驗證的模型,該模型具有邏輯上可驗證的規則,并為自動駕駛汽車的決策提供了一個“安全范圍”。

“實現安全且負責的自動駕駛未來,關鍵所在,就是圍繞自動駕駛汽車安全性開展行業協作并通過建立框架,來保障自動駕駛汽車的安全。”英特爾資深首席工程師兼英特爾子公司Mobileye自動駕駛汽車標準副總裁Jack Weast如是說,“這是一項具有開創性意義的工作,我們很榮幸能參與其中并作出貢獻。我們也期待與更多的行業伙伴,圍繞這一綜合性框架以及英特爾的RSS模型,開展廣泛合作。”

值得一提的是,該框架的提出將進一步推動RSS在全球范圍內的推行和部署。目前,RSS模型已經獲得了科技公司百度、汽車零部件供應商法雷奧以及標準機構中國智能交通協會等組織的支持。

兼顧“安全”和“實用”

“利用自動駕駛技術來減少因交通事故而導致的傷亡”,但目前來看,恐怕要讓人類徹底交出駕駛權之后,才可能實現“零碰撞零事故”的愿景。因為駕駛是一種風險相對很高的活動,事故有可能發生在自動駕駛汽車或人類駕駛汽車的任何一端。

理論上來看,搭載了攝像頭、超聲波、雷達等傳感器的自動駕駛汽車,只要軟件層不出錯,在目標物感知和避障方面,機器應該是優于人的。但教會一輛自動駕駛汽車預測可能突然出現在車道中間的行人,依然是件很有挑戰的事情。

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自動駕駛汽車搭載的外部傳感器布局圖

人的直覺相對機器而言是有優勢的。比如行駛在一個沒有人行道的居民區里,安全起見,有些司機會自覺把車速降到40公里/小時以下。這并不是明文的交通規則強制要求的,但是常識教會人如何應對眼前的特殊場景。

但怎么才能讓機器理解“小心駕駛”這個詞的含義呢?這其實相當于把難題丟給了程序員,因為他們需要通過代碼的方式將人類獲得的常識進行編譯,想方設法跨過橫亙在人與機器兩套思維系統中的鴻溝。最終通過數學公式化的表達,機器得到的指令可能只有“在住宅區行駛時保持安全速度”或“安全跟車距離”。

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RSS模型中對安全跟車距離的公式化定義

假設讓一輛自動駕駛汽車保持30公里/小時的速度行駛,它走起來小心翼翼,盡力避開那些可能出現的事故風險。這種行為模式的確稱得上是“謹慎駕駛”,但如此緩慢的速度對用戶而言沒有什么吸引力,也喪失了自動駕駛自身的實用性。而且表現過于謹慎的自動駕駛汽車還可能造成更嚴重的交通擁堵,甚至會因為表現“不正常”引發交通事故。

所以如何將人類的常識變成機器可以理解的語言,這本身十分困難。即便是將某些重要的安全規則編譯為機器可執行的指令,在英特爾提出RSS模型之前,似乎也沒有哪家公司針對這種人機思維隔閡的問題提出過可行性的解決方案。

再以跟車距離為例。

對人來說,哪怕是剛學會開車的新手,做到安全的跟車也不是件多難的事情。但如果把這個問題丟給計算機,可能就會因為要平衡各項因素而變得異常復雜。一套自動駕駛系統要做到安全跟車,既要考慮車速,不同道路的摩擦系數,還要考慮反應時間等等。所以工程師進行開發時,首要考慮的變量是:假設最壞的情況發生,自動駕駛汽車要保持怎樣的距離才能最快剎停?

但問題是不同品牌的不同車型表現截然不同。比如某德系超跑的剎車性能參數是12.57m/s2,而某日系車型則是8.19 m/s2。這個時候讓自動駕駛汽車保持安全舒適的跟車距離就變得十分困難了。假設前車剎車性能更優,那一定要加倍小心才不會發生追尾事故。

與此同時,要設計出一套類人的自動駕駛系統并非不可能。只不過它勢必會像人一樣不能保證100%的行駛安全,而這樣的系統顯然是不會被大眾所接受的。遺憾的是,目前整個業界也并沒有給出一個合理的,可供自動駕駛汽車應用的跟車距離。雖然每條高速公路上都有明確的限速標志,但在這個問題上,各地的監管方并沒有達成共識。

有意思的是,我們既希望自動駕駛汽車能夠表現穩妥些,但關鍵時刻也希望它“不要慫”。確切地說我們希望機器能夠像人一樣開車,不闖禍的同時還能和其他道路使用者融洽相處。所以讓自動駕駛汽車變成既安全又實用的存在,這絕非理論或哲學層面的討論,而是如今自動駕駛系統開發人員正持續與之較量的技術和現實難題。

用數學公式定義安全

所以到底一套自動駕駛系統應該遵循怎樣的設計規則才能做到比人類駕駛更安全?

縱觀目前整個行業,英特爾可能是在自動駕駛汽車“安全與實用”問題上思考最多的一家科技公司,2017年10月發布的責任敏感安全模型(RSS)是其目前大力推廣的技術概念。英特爾認為自動駕駛汽車的決策必須符合人類判斷的常識,因此將“危險情況”和“正確響應”等常識概念做了數學公式化設計,并建立了一個從數學上確保符合定義的系統,確保自動駕駛汽車不會招致車禍。

此前在接受媒體采訪時,Jack Weast曾指出,RSS模型中對駕駛策略的定義是借助增強學習算法實現的,它的價值在于算法本身的獎勵機制能夠使計算機制定的駕駛策略更符合人類駕駛員的行為,因此可以做到定制化的應用。但由于整個RSS模型是借助數學公式來定義的,整個公式除部分定量外,其他都是可以根據不同國家交通情況進行自定義的變量,這也是為什么英特爾選擇與清華大學、中科院自動化研究所合作的原因,即借助來自中國道路交通的數據集開發出適應中國駕駛環境的RSS模型。

不過Weast表示目前RSS仍無法覆蓋所有的交通場景,所以需要車企、該領域的技術公司、監管部門以及其他相關各方一起對全自動駕駛汽車的安全驗證框架做出有意義的討論。

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英特爾資深首席工程師兼英特爾子公司Mobileye自動駕駛汽車標準副總裁 Jack Weast

目前英特爾聯合十家從事汽車制造和自動駕駛技術研發的企業,共同發布《自動駕駛安全白皮書》,提出“自動駕駛安全第一”框架,正是各方共同合作的初步成果。該框架以RSS為基礎,目的是推動建立自動駕駛安全設計、開發、驗證和確認等各階段可參考的指導內容。

現在英特爾在以色列首都耶路撒冷開始進行搭載了RSS模型的自動駕駛路測,與百度和法雷奧正式簽約,同時中國智能交通系統已批準成立工作組,負責將中國市場的RSS進行標準化。英特爾已經與世界各地政府和標準組織就RSS進行了交流,相信很快借助寶馬、上汽等合作伙伴的力量,該模型也將很快在國內進行測試。

毋庸置疑,自動駕駛汽車一定要兼具安全和實用性。用戶既要享受到舒適的乘坐體驗,同時更要獲得比人駕駛更高的安全體驗。這需要整個行業參與者形成共識,“創造一種零碰撞且合法的駕駛方案”,作為理解、預測和管理自動駕駛汽車行為方式并確保其遵守道路規則的一種手段。

大數據的力量

建立了RSS模型,有了初期的合作伙伴,要真正實現安全的自動駕駛,還需要海量的數據進行對應研發的支持。英特爾希望對人類的駕駛數據進行分析并提取參數,隨后應用至對應地區的自動駕駛軟硬件系統開發當中。。

因為開車這件事其實映射出非常濃厚的國家文化,中國用戶的開車方式一定和德國用戶不同,所以對不同地區駕駛數據的研究最終會促進RSS模型的進一步優化和改善。

在剛剛過去的投資者峰會上,英特爾子公司Mobileye宣布與中國高端電動汽車品牌蔚來達成戰略合作,雙方將為中國和其他主要地區的消費市場開發高級別的自動駕駛汽車。與此同時,Mobileye正在全球范圍內建立商用的自動駕駛出租車車隊。

之所以如此迅速投入到出行領域,在英特爾看來,通過重要的沙盒演練能夠讓基于自動駕駛的出行服務最終實現真正的商業化運營。而在極具挑戰性的條件下(比如耶路撒冷、中國等地區錯綜復雜的交通狀況)對車輛進行測試,能夠讓問題充分得到暴露,及早規避可能的安全隱患。

而最終英特爾希望整個行業能達成某些共識,讓自動駕駛汽車的決策更符合人類判斷的常識,開發出真正安全的自動駕駛系統。盡管很難,但作為首個提出“自動駕駛安全框架”概念的科技公司,這是一件值得挑戰值得辛苦付出的事情。

需要指出的是,RSS的獨特優勢在于,它能夠讓自動駕駛汽車天生擁有“老司機”般的駕駛能力,能夠解決需要大量自動駕駛汽車行駛數據為基礎,而僅憑幾臺測試車輛的力量卻遠遠不夠的難題。正如英特爾自動駕駛解決方案資深首席工程師兼首席系統架構師Jack Weast所說,“我們的全球合作伙伴采用RSS模型,并愿意在基于RSS模型的安全標準上投資,這說明,他們非常看好安全自動駕駛的未來前景。”

而在英特爾子公司Mobileye首席執行官兼首席技術官Amnon Shashua教授看來,“RSS模型有能力成為自動駕駛安全的行業標準。通過在全球范圍內的部署,英特爾進一步驗證了RSS在應對不同地區路況時的可靠性。未來將進一步探索各地區的定制化發展路徑,以此推動道路交通安全,推動自動駕駛落地。”



關鍵詞: 自動駕駛 安全

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