简介
自动驾驶有望成为自智能手机问世以来,对我们生活方式最具革命性的改变,这本书讲述了近十年来,引领这场变革的创新者的非凡故事,故事从2004年的一场穿越莫哈韦沙漠的越野机器人百万美元大奖赛开始,一直讲述到如今开发自动驾驶技术的热潮,你将知道一群疯狂的创业者是如何完成一次次挑战的。作者也展望了未来,并解释了这项新技术将如何影响我们的生活,从而消除在驾驶、停车和加油方面的麻烦,还可望消除大量的道路交通事故,大大减少我们的碳足迹,并使相关行业实现自动化,我们正处于一场技术革命的边缘,这场革命有望从根本上改变我们与世界的互动方式。
如果无人驾驶这件事成功,它可能会比谷歌更大。——拉里·佩奇,谷歌公司创始人
我对无人驾驶技术发展前景和我们共同构建未来的能力非常乐观。——埃隆·马斯克,特斯拉公司CEO
我觉得随着时间的推移,人们会认识到自动驾驶其实是比人类驾驶更安全的。
——李彦宏,百度总裁
作者介绍
劳伦斯·伯恩斯,曾任通用汽车公司负责研发和规划的副总裁,主管通用汽车的先进技术、创新项目和战略规划。他还是密歇根大学的工程学教授,并领导了哥伦比亚大学的可持续交通研究项目。自2011年以来,他一直担任谷歌无人驾驶汽车项目(现在的Waymo)的顾问,并入选美国工程院。他目前住在密歇根州富兰克林。
部分摘录:
在过去15年自动驾驶的发展历程中,如果有人曾双手沾满机油,吸着一氧化碳废气,电焊火花溅满全身,亲力亲为解决遇到的每个小问题,这个人就是克里斯·厄姆森。厄姆森参加了由DARPA举办的3次机器人汽车挑战赛,担任卡内基梅隆大学(CMU)团队的技术领队,他也是谷歌车伕(Chauffeur)自动驾驶汽车项目的主管,由该项目创始人塞巴斯蒂安·特伦特别聘请。事实上,从2009年车伕项目启动到2016年从Alphabet公司分拆成独立公司慧摩之前,厄姆森一直负责该团队的日常运营。而且厄姆森在决定车伕项目生存的长期权力斗争中也扮演了关键角色。[最新电子书免费分享社群,群主V信 1107308023 添加备注电子书]
为了推动这个项目,厄姆森呕心沥血。
他坚决否认自己像这个故事中其他一些人物那样有十足的个人魅力。当然,厄姆森很具有智慧。加拿大教育体系为天才学生开设的课程很重视创造性思维的训练,这样的背景使得他愿意考虑任何可能的解决方案,无论多么古怪。厄姆森不像他的同事那样眼观六路耳听八方,这也许是受他的成长环境影响。厄姆森在加拿大安大略省东部小城特伦顿长大,当地最大的雇主是一个军事基地。厄姆森的父亲是监狱长,母亲是护士,他是家中长子。他的父亲在加拿大惩教系统中的职位不断攀升,一开始管理一所监狱,后来管理整个地区的监狱。他们家也从特伦顿搬到了不列颠哥伦比亚省首府维多利亚,后来又搬到冷清的大都市曼尼托巴省温尼伯,最后定居在了更冷清的萨斯喀彻温省首府萨斯卡通。
在厄姆森的成长环境中,人们会对显眼的人抱以疑虑的眼光。这个人实在吗?坦诚吗?沉稳吗?厄姆森不是你一走进房间就会注意到的那种人。但是一旦你和房间里的人相处得足够久,你就不会再在意其他人,厄姆森将会是你最信任的能完成计划的领导者。
2003年4月,从偏远的智利城市伊基克驱车前往阿塔卡马沙漠的大盐田时,厄姆森对未来几年已经有了清晰的规划。伊基克到阿塔卡马的道路从太平洋蜿蜒直上近乎垂直的山脊,让所有人胆寒。对高中地理课中的板块构造还有印象的人可能会记得,这是太平洋纳斯卡板块与南美洲碰撞的地方,大陆被抬升,形成数千米高的山脊和沿智利海岸起伏一千千米的少雨区。这个少雨区就是阿塔卡马,地球上最令人敬畏的景观之一,地球上最干燥的非极地荒漠,这里是如此荒凉,以至于科学家用它来模拟火星环境。这也是厄姆森来这里的目的。他是NASA(美国国家航空航天局)团队的机器人专家,来这里测试用于在火星上寻找生命迹象的机器人。
那一年厄姆森27岁,体格高大健壮,一头金发,微笑的蓝眼睛戴着圆框眼镜。他习惯把棒球帽拉得很低,帽檐都快碰到眼镜了。厄姆森计划在阿塔卡马待一个月左右。然后他会回到匹兹堡,他在那里攻读卡内基梅隆大学机器人方向的研究生。他需要撰写论文,接受答辩委员会的审查,争取获得博士学位,然后找一份工作——也许是在母校机器人研究所任教,那里是世界上机器人专家最密集的地方,或者加入一家也许是从大学孵化的创业公司。不管怎样,他需要赚钱,为了攻读学位,他和妻子一直还没有要孩子。
NASA研究团队的营地由几顶明亮的黄色圆顶帐篷组成,一个稍大的会议帐篷用于存放几台电脑、一辆皮卡以及Hyperion。Hyperion是机器人,但不是传统类型的机器人,它没有胳膊和腿。Hyperion底下是4个单车轮胎,顶上覆盖着太阳能板,用电机驱动。厄姆森与卡内基梅隆大学以及NASA艾姆斯研究中心的科学家同行一起走遍了半个地球。
Hyperion被设计用来探索火星表面,嗅探、取样和测试土壤中是否有生命迹象。厄姆森负责编写控制Hyperion运行速度的软件。
科学家们在附近的盐矿吃早餐和晚餐。晚上,他们围坐在篝火旁,看着“卡芒恰斯”席卷而来。“卡芒恰斯”是太平洋盐雾,一个晚上就能锈蚀裸露的金属。帐篷的作用是取暖,而不是防范动物。你在其他沙漠露营,需要帐篷来防范钻睡袋的蛇和钻靴子的蝎子。但是阿塔卡马什么也没有,没有蛇,也没有蝎子。Hyperion的守护者看到的唯一生物是秃鹫。
远处一辆皮卡疾驰而来,后面扬起长长的尘迹。几分钟后,尘迹尾随皮卡抵达营地。门开了,从皮卡车里跳下来的是威廉·惠特克,绰号瑞德(Red)。厄姆森不会想到,这次造访将会改变他的人生。
惠特克也是大块头,比厄姆森还高四五厘米,大约有1.9米,肩膀像是被门框挤过。头发很短;多年前当他还有头发时,头发颜色让他得到了Red这个绰号。他的目光敏锐而深沉。当他看着你时,你会感觉那双眼睛能看穿你的灵魂。任何人只要和惠特克一起待5分钟就会知道他参加美国海军陆战队的经历。他喜欢引用教官们贴在寝室墙上的格言:“胜利不是一切,它是唯一。”“担忧是失败的灵丹妙药。”另一个口头禅是:“如果你没有做好一切,你就什么也没做。”Hyperion大概是惠特克的机器人专家生涯中研发的第65个机器人。
这位CMU教授穿着靴子大步走下皮卡,用一双大手挨个握手问候。他来这里的部分原因是他是厄姆森的论文导师,他来检查进展。但是你可以注意到惠特克手里拿着什么东西,大东西!很快惠特克就拿出来了。美国国防部正在举办机器人驾驶比赛,由国防部高级研究项目局(DARPA)负责。厄姆森知道,DARPA是美国军方的研发实验室,推动了无人机和互联网等技术的发明(互联网其实是一项军事发明,目的是在受到核攻击时用分布式信息网络保护美国政府的数据)。DARPA还主导了一些不太有用的创新,如美国海军的机械龙虾和旨在培育无须睡眠的人的DNA编辑技术。现在,DARPA主任托尼·特瑟正在将该机构的方向转向自动驾驶。
多年来,华盛顿一直在推动美国国防承包商开发自动驾驶技术,目标是到2015年,三分之一的美国军用车辆能自动驾驶——这是国会的一项明确授权。“9·11”事件后,阿富汗和伊拉克公路埋设的简易爆炸装置让美军伤亡惨重,使得这项技术的研发更加紧迫。如果自动驾驶汽车能够研发成功,军用机器人就能在海外战区的沙漠公路上自动驾驶。但是四星上将们对研发进展不满。这个问题对军事承包商来说太难了。于是特瑟提出了新的方案:由DARPA举办一场比赛,机器人汽车比赛。
惠特克向厄姆森描述的细节听起来有点疯狂。DARPA允许任何美国团队参赛——学生、业余爱好者、专业人士,谁都可以。比赛路线穿越莫哈韦沙漠,从加州巴斯托向东直到内华达州普里姆,全程约240千米。第一支在10小时内到达终点的团队将赢得奖金。
“喔。”厄姆森说,心想惠特克可能是在吹牛。
但是惠特克从不吹牛。这位海军老兵说,奖金有一百万美元。惠特克想和厄姆森合作赢得这笔钱。
* * *
3年后,我才认识克里斯·厄姆森,他将成为我最喜欢的人之一。我能理解当时的境况会如何使他陷入两难,他必须在两个大目标之间取舍。厄姆森有一种似乎与生俱来的本能,想要改善世界上愚蠢和低效的事情;他曾在匹兹堡的咖啡店中断一次重要的商务会谈,只是为了上街指挥交通,帮助车辆左转驶入街道。他具有工程师天赋,想要追寻最酷、最有趣的项目来改善大多数人的生活。可想而知Hyperion项目对他来说意味着什么,还能有比寻找外星生命的自动机器人更酷的项目吗?
还真有。厄姆森的工作使得Hyperion能在各种地形条件下以15~25厘米/秒的速度行进,大约相当于慢走的速度。而在DARPA的比赛中,机器人必须在10小时内行驶240千米,平均大约24千米/时,与骑自行车的速度差不多。速度,奖金,而且这项比赛的目的是保护海外美国士兵的生命,厄姆森明白,自己无法拒绝。
但还有一个问题:他还背负着父母传递给他的一项职责,以家庭为重。
克里斯·厄姆森1976年出生,是保罗·厄姆森和苏珊·厄姆森夫妇的长子。这对英国夫妇认为移民加拿大能让他们的3个儿子拥有更好的机会。保罗的第一个职业是电工,但是在孩子们出生后,他开始在夜校攻读学位,并获得学士和硕士学位。苏珊在加拿大监狱系统管理美沙酮项目,孩子们出生后不久,苏珊也利用业余时间在护士学校进修。
为什么说这些呢?厄姆森家的3个男孩是在父母都努力工作的家庭氛围中长大,父母都为了家庭不断提升自己,并且重视子女教育。厄姆森夫妇把孩子的成长视为家庭的重心。由于保罗在监狱系统的工作调动频繁,他们经常搬家。每次搬家,保罗和苏珊都会把家安置在他们能找到的最好的学区中最便宜的房子,让孩子们可以进入最好的公立学校。这个策略奏效了。除了最杰出的自动驾驶研发工程师,厄姆森家还培养了一名整形外科医生和一名加拿大皇家骑警,这对于加拿大的中产阶级家庭来说是三连胜。
在厄姆森很小的时候,他的老师就发现他很有天赋,这使得他能够参加为顶尖学生开设的特殊课程。这些课程训练独立主持项目的能力。天才课程的教师鼓励学生们参加当时被称为“头脑奥林匹克”的科学竞赛,这项竞赛的参赛者需要想办法解决各种非常规问题。如何用纸巾筒建造一座塔?如何用捕鼠器推动玩具车?如何保护从高处掉落的鸡蛋?
这些训练帮助厄姆森获得了参加加拿大全国科学竞赛的资格。厄姆森一家从维多利亚搬去特伦顿的那一年,全国决赛正好在维多利亚举行。厄姆森想回去拜访他的朋友,因此他全力以赴参加地区赛。他的论文《撞击的惊人信息》预测了物体在撞击后的行进方向。他赢得了特伦顿的竞赛,获得了去维多利亚比赛的全额资助。
受航天飞机事故的影响,厄姆森选择了一个关于离子推进模型的项目,项目名称叫“离子,不是吗?”。这个项目不仅让他赢得了另一场全国比赛的资格,也让他获得了二等奖。一年后,他又获得了全国比赛银牌,并获得资助参加以色列魏茨曼学院举办的为期一个月的编程课程。厄姆森后来进入了曼尼托巴大学学习计算机工程,他在那里做的一个项目是建造一个机器人,可以在昏暗的房间里自主行走,寻找最亮的光源。
在大学的最后一年,厄姆森不知该何去何从。深受母亲们青睐的一条路是接着上医学院。虽然不能满足他创造各种东西的爱好,但还是可以研究复杂的系统,并想办法让它们正常运转。一天,厄姆森路过计算机系办公室,他的目光被门口一张醒目的海报吸引了,海报上是一辆车,也许是某种行星探险车,在类似火山口的地貌中攀越。“来参加机器人革命吧!”海报上写着卡内基梅隆大学的信息。这是厄姆森一直以来追求的东西。头脑奥林匹克,科学竞赛,都是为这个准备的。他提出了申请,就这样来到了匹兹堡。
* * *
在CMU,厄姆森遇到了瑞德·惠特克,2003年惠特克已是美国机器人界的传奇人物,也是世界上最著名的机器人设计师之一。惠特克出生于1948年,2003年时55岁,他因为能承担其他人认为不可能的项目而闻名。一位同行说:“如果世界上有人能让不可能成为可能,那就是瑞德·惠特克。”
惠特克可能天生有藐视不可能的本能。他的父亲在第二次世界大战中担任空军投弹手,退役后向采矿公司出售炸药。担任科学老师的母亲是一名业余飞行员,她曾带着年幼的惠特克驾飞机从桥下穿过。在海军服役两年后,惠特克进入普林斯顿大学,1973年获得土木工程学位,然后就读于卡内基梅隆大学研究生院。
惠特克出名是在1979年,美国发生了有史以来最严重的核事故,三里岛核电站堆芯熔毁。清理事故现场需要进入反应堆底部,检测那里的辐射强度。几家承包商花费了近10亿美元进行清理,还是不知道该如何进去。无奈之下政府请来了惠特克,死马当活马医。惠特克认为,虽然人类不能进反应堆,机器应该没问题。他发明了一种三轮远程勘探车,名为“漫游者”,可以遥控操作。“漫游者”成功到达了反应堆底部。而且这个项目只花了150万美元,政府认为很划算。