中科院自動化所王飛躍教授作大會報告

在第十八屆上海國際車展期間，同期舉行了 “2019 AI+智能汽車創(chuàng)新峰會”，中科院自動化所王飛躍教授作大會報告，他認(rèn)為未來交通需要將有人車、遙控車、網(wǎng)聯(lián)車、無人車通過平行駕駛理論統(tǒng)一成“平行汽車”，平行汽車將實現(xiàn)車輛的運營、監(jiān)控及應(yīng)急管理三結(jié)合，實現(xiàn)安全高效的未來出行。

汽車與馬車的“戰(zhàn)爭”

1820年，蒸汽汽車在英國達(dá)到了實用化的階段，首先是作為公共汽車，然后是私人汽車。蒸汽汽車行駛時像傳說中的火龍，噴吐著煙火粉塵，發(fā)出很大的噪音，行人和馬倍受驚擾，趕馬車的人更為反感。為解決這一矛盾，英國從1858年開始實行最早的道路交通法規(guī)——“紅旗法”，規(guī)定蒸汽車在郊外和市內(nèi)都要限速，而且在蒸汽汽車前方幾米遠(yuǎn)的地方要有一手持紅旗的人先行。

汽車與馬車的戰(zhàn)爭大約持續(xù)了接近一個世紀(jì)，最終憑借著新生事物強大的生命力，再加上幾代人堅持不懈的努力改進(jìn)，汽車終于代替馬車，成為人類在陸地上的主要交通工具。

隨著人工智能技術(shù)的進(jìn)步，無人駕駛汽車正逐漸從封閉測試場走向公共道路。有人駕駛的汽車與無人駕駛汽車在道路上混合行駛時，是否也將出現(xiàn)相似的矛盾？

在上海國家會展中心舉行的 “2019AI+智能汽車創(chuàng)新峰會”上，中科院自動化所王飛躍教授作了題為《平行汽車到平行駕駛：從“功能汽車”到“智能汽車”》報告，他認(rèn)為有人車和無人車同時上路是未來交通發(fā)展的過渡階段，就像馬車和汽車混合行駛一樣，至少要持續(xù)十幾年。未來以更加智能、高效、節(jié)能為核心理念設(shè)計的無人車，將會徹底把人從駕駛員位置上取代掉。

平行車：將有人車、遙控車、網(wǎng)聯(lián)車、無人車統(tǒng)一起來

目前，無人駕駛汽車上路存在諸多難題，不過這在王飛躍教授眼中都是暫時的“馬糞問題”，新技術(shù)的產(chǎn)生將讓這些難題自動消失。“我個人認(rèn)為從環(huán)保、資金投入等角度看，目前大力推廣無人駕駛汽車太過著急，可以率先應(yīng)用于一些特殊的場合，逐漸從礦山、物流（包括碼頭）、市政落地，慢慢發(fā)展到出租車、完全無人駕駛汽車。”王教授的言外之意是當(dāng)下應(yīng)該從特殊場景入手，結(jié)合技術(shù)的延續(xù)性，思考未來交通的頂層架構(gòu)。當(dāng)?shù)缆坊A(chǔ)設(shè)施、通信技術(shù)、車載硬件技術(shù)以及算法發(fā)展完善后，再推動完全無人化，會少走很多彎路。所以“2050年落地也不遲?！?/p>

未來的無人駕駛汽車將用何種人工智能來引導(dǎo)？王飛躍教授借用AlphaGo 戰(zhàn)勝人類職業(yè)圍棋高手的事例解釋了未來人工智能的三個范式：

（1）平行：真實世界與虛擬世界的互動

（2）從牛頓到莫頓：從“小規(guī)律、大定律”到“大數(shù)據(jù)、小定律”

（3）小數(shù)據(jù)導(dǎo)成大數(shù)據(jù)提煉成小智能

當(dāng)這種人工智能放到無人駕駛上就形成了虛實互動的平行駕駛。所謂的平行駕駛就是通過人工系統(tǒng)對實際無人車和路建模，構(gòu)建軟件定義車輛及車路系統(tǒng)，軟件定義的汽車（人工汽車）和物理汽車一起開，而且一部物理汽車要對應(yīng)三部軟件汽車：一部用來做描述，與物理車通過無線傳感網(wǎng)聯(lián)在一起，描述車輛的即時狀態(tài)，不論開到哪里都受監(jiān)護；一部用來做預(yù)測，前方道路是否發(fā)生事故，是否擁堵，預(yù)測車輛都能提前預(yù)測；還有一部用來做規(guī)劃和引導(dǎo)，給你提方案，怎樣路線最好，最省油，最節(jié)約時間。物理汽車和虛擬汽車同步行駛，保證在物理世界安全，在精神世界安全，在智能世界安全，實現(xiàn)300%的安全。

同時建立控制計算中心，對無人車和道路采集的真實數(shù)據(jù)及人工系統(tǒng)的虛擬數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合優(yōu)化，保證無人駕駛更高級別的安全性，對單車進(jìn)行相應(yīng)的改造，從而降低車輛成本。平行駕駛充分利用了全球數(shù)字化及信息化資源，將云端、道路及車輛上的資源無縫銜接，充分考慮安全性、舒適性、敏捷性和智能性等指標(biāo)，將物理、社會、信息空間打通，從而有效保證車輛行駛安全與最優(yōu)行車體驗，最終實現(xiàn)可靠、舒適、快速的平行駕駛。

王飛躍教授提到“從有人車、遙控車、到網(wǎng)聯(lián)車、再到無人車，這四類車可通過平行駕駛完成統(tǒng)一，形成第五種車叫做平行車。平行車未來的目標(biāo)是將物理世界的 UDC（不定性（Uncertainty），多樣性（Diversity）和復(fù)雜性（Complexity））轉(zhuǎn)化為知識世界的 AFC（具有深度知識支持的靈捷（Agility）、通過實驗解析的聚焦（Focus）、能夠反饋互動自適應(yīng)的收斂（Convergence））。用現(xiàn)實世界的術(shù)語來講，即實現(xiàn)運營、監(jiān)控及應(yīng)急管理三結(jié)合。其中，運營要實現(xiàn)兩個“E”-Effective、Efficient?！?/p>

在平行理論的框架下，感知、規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)、轉(zhuǎn)向控制、測試都需要平行。無人車通過計算實驗的方式把小數(shù)據(jù)導(dǎo)成大數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)導(dǎo)成小智能，核心就是平行學(xué)習(xí)?；谄叫欣碚?，可以構(gòu)建人工場景來模擬和表示復(fù)雜系統(tǒng)的特定場景，并將選取的特定“小數(shù)據(jù)”在平行系統(tǒng)中演化和迭代，以受控的形式產(chǎn)生更多因果關(guān)系明確、數(shù)據(jù)格式規(guī)整、便于探索利用的大數(shù)據(jù)，這就是平行視覺。

同時，虛實互動的車輛智能評估與擴展方法平行測試，可以用來測試和驗證無人車對復(fù)雜交通場景的理解和行駛決策的能力， 使無人駕駛車輛進(jìn)一步提高適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境的能力。平行測試的文章于近期發(fā)表在國際知名《科學(xué)》雜志的子刊《科學(xué)·機器人學(xué)》（Science Robotics）中。

人在回路的平行測試模型架構(gòu)

平行駕駛技術(shù)發(fā)展

談到平行駕駛技術(shù)近年來的發(fā)展，就必須要提到一家中科院系的慧拓智能機器有限公司，該公司以ACP平行理論為基礎(chǔ)，致力于新一代云端化智能網(wǎng)聯(lián)自動駕駛技術(shù)的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化。去年3月18日，慧拓在中國智能車綜合技術(shù)研發(fā)與測試中心（常熟）發(fā)布其 “第三代平行駕駛系統(tǒng)”，公開演示了“駕駛員”如何利用平行駕駛管控中心的遙控駕駛系統(tǒng)中遠(yuǎn)程管理并控制在真實道路上行使的多輛無人駕駛車。去年6月30日，在IEEE IV 2018 On-Road Demonstration 國際智能車聯(lián)合道路演示上，展示了平行駕駛3.1版，現(xiàn)場演示了一般交通場景響應(yīng)式接管、緊急交通場景主動接管、主動避障、中心駕駛員實時狀態(tài)檢測四個部分。圍繞“平行駕駛”框架的平行駕駛3.1系統(tǒng)，通過平行駕駛管控平臺流暢的管理多臺無人車，讓無人車更安全平穩(wěn)的在道路上行駛，這無疑是自動駕駛技術(shù)的落地提供了一種安全、可靠、高效的實施方案，實現(xiàn)道路上混合車輛系統(tǒng)（有人駕駛、自動駕駛、無人駕駛）的安全平穩(wěn)智能管理，同期也成立了一個國際平行駕駛聯(lián)盟（iPDA），由18所學(xué)校參加進(jìn)來共享數(shù)據(jù)。

另外，慧拓與吉利合作的平行駕駛，與徐工合作的平行礦山，與一汽合作的平行物流等項目都在進(jìn)行中。王教授最后提到，“目前平行駕駛中虛擬測試已經(jīng)占到了99%，但是仍然是不夠的，最終要將物理車測試降到萬分之一甚至更小。把過去在物理世界吃一"塹"，虛擬世界長一"智"，變成在虛擬世界吃多"塹"，物理世界長多"智"?！?/p>