歡迎來(lái)到科普中國(guó)特別推出的寒假精品欄目“給孩子的高新科技課”！

人工智能作為當(dāng)今最前沿的科技之一，正在以令人驚嘆的速度改變著我們的生活。從智能語(yǔ)音助手到無(wú)人駕駛汽車，從 AI 繪畫到機(jī)器學(xué)習(xí)，它為我們打開(kāi)了一個(gè)充滿無(wú)限可能的未來(lái)。本欄目將以通俗易懂的方式，用視頻和文字給孩子講述人工智能的原理、應(yīng)用及其對(duì)社會(huì)的深遠(yuǎn)影響。

快跟我們一起開(kāi)啟這場(chǎng) AI 之旅吧！

以下為文字版本：

（閱讀大約需要 5 分鐘）

從 2015 年起，自動(dòng)駕駛汽車新聞不斷。科技巨頭，汽車巨頭們紛紛入場(chǎng)，想要研制自己的自動(dòng)駕駛汽車。當(dāng)時(shí)，很多人都認(rèn)為，要不了幾年，滿大街都是自動(dòng)駕駛汽車了。人類甚至連駕照都不用考了。

可這都快 10 年的時(shí)間了，自動(dòng)駕駛汽車怎么還沒(méi)來(lái)呢？

這一集，我們就來(lái)細(xì)數(shù)自動(dòng)駕駛的前世今生。

自動(dòng)駕駛汽車的發(fā)展

人們研制自動(dòng)駕駛汽車的歷史可能比你想象的還要久。

最早的自動(dòng)駕駛汽車，出現(xiàn)在 1925 年，可當(dāng)時(shí)連計(jì)算機(jī)都沒(méi)有呢，怎么會(huì)有自動(dòng)駕駛呢？其實(shí)，當(dāng)時(shí)的自動(dòng)駕駛汽車并不是靠 AI 技術(shù)，而是靠無(wú)線遙控技術(shù)，有人在旁邊遙控，不需要車?yán)锏娜藙?dòng)手開(kāi)車，就像我們玩遙控汽車一樣。

其實(shí)，只要把操縱汽車的人換成電腦，就實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)駕駛。這件事說(shuō)著容易，但實(shí)現(xiàn)起來(lái)可就太困難了。在上個(gè)世紀(jì)五六十年代，人們想到了另一套方案，那就是，讓道路來(lái)操控汽車。

舉個(gè)例子，在 1957 年，美國(guó)的 RCA 公司在公路上測(cè)試了一款自動(dòng)駕駛汽車。這段公路經(jīng)過(guò)改造，上面有許多傳感器能檢測(cè)汽車的位置、速度，并且向它發(fā)來(lái)信號(hào)，進(jìn)行遙控。這個(gè)時(shí)候，負(fù)責(zé)觀察、控制的，就已經(jīng)不再是人類了，當(dāng)然也不是汽車，而是道路上的各種傳感器。

而道路的路面也進(jìn)行了改造，汽車會(huì)按照設(shè)置好的路線行駛，有點(diǎn)類似于有軌電車的感覺(jué)。在計(jì)算機(jī)視覺(jué)和 AI 技術(shù)還不成熟的時(shí)候，這確實(shí)是一個(gè)非常有創(chuàng)意的思路。

而在 1960 到 70 年代，機(jī)器視覺(jué)正在快速發(fā)展，這汽車自己觀察周圍的環(huán)境成為可能。比如斯坦福大學(xué)就研制了一臺(tái)斯坦福小車，它就能夠?qū)崟r(shí)分析攝像頭拍攝到的照片，識(shí)別出道路，這比較符合我們對(duì)自動(dòng)駕駛的理解了。

在 1980 年代，現(xiàn)代意義上的自動(dòng)駕駛汽車出現(xiàn)了。這時(shí)候的自動(dòng)駕駛汽車除了有視頻攝像頭來(lái)識(shí)別道路，還加入了激光雷達(dá)，用來(lái)輔助汽車看清周圍的情況。在這些技術(shù)的幫助下，自動(dòng)駕駛汽車能夠在沒(méi)有行人和其他車輛的道路上行駛了。

最值得一提的，在 1980 年代，卡耐基梅隆大學(xué)制作了一臺(tái) NAV-1 自動(dòng)駕駛汽車。這輛車已經(jīng)開(kāi)始使用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和反向傳播算法，來(lái)訓(xùn)練汽車識(shí)別道路了，基本原理跟現(xiàn)代自動(dòng)駕駛汽車十分類似。在 20 世紀(jì) 90 年代，隨著神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，自動(dòng)駕駛汽車已經(jīng)可以挑戰(zhàn)日常生活中的道路了。

比如 1994 年，奔馳研制的自動(dòng)駕駛汽車就在巴黎擁堵的高速公路上行駛了超過(guò) 1000 公里，雖然在路況特別復(fù)雜的時(shí)候還需要人為干預(yù)，但是自動(dòng)駕駛汽車已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)超車，跟車行駛的功能了。

在 1995 年，卡耐基梅隆的 NAV-5 實(shí)現(xiàn)了 5000 公里的挑戰(zhàn)賽，在這個(gè)過(guò)程中，98%的路程中汽車方向盤都是由 AI 控制的，但出于安全考慮，油門和剎車還是由人類來(lái)操縱。

在 1996 年，意大利的科學(xué)家們也實(shí)現(xiàn)了 AI 自動(dòng)駕駛 1900 公里，在這個(gè)過(guò)程中，94%的道路是由 AI 自動(dòng)駕駛的。

最難的“1%”

在 2000 年以后，卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加 GPU 的組合，讓計(jì)算機(jī)視覺(jué)突飛猛進(jìn)，再加上精度越來(lái)越高的傳感器，自動(dòng)駕駛技術(shù)也快速爆發(fā)。谷歌的 Waymo 汽車，特斯拉的 Autopilot 系統(tǒng)，紛紛上線，在 2017 年，百度的阿波羅無(wú)人駕駛汽車也在北京的五環(huán)上飛跑了一把。

這一切都讓人們感覺(jué)，自動(dòng)駕駛汽車即將走進(jìn)千家萬(wàn)戶了，怎么現(xiàn)在又聽(tīng)不到自動(dòng)駕駛的消息了，難道自動(dòng)駕駛被取消了？

并沒(méi)有。

圖庫(kù)版權(quán)圖片，轉(zhuǎn)載使用可能引發(fā)版權(quán)糾紛

雖然在 2000 年以前，自動(dòng)駕駛汽車就能夠自己應(yīng)付 90%以上的情況了，但最后這 10%，甚至是 1%，才是最難的。

比如，即便計(jì)算機(jī)對(duì)路況的識(shí)別準(zhǔn)確率達(dá)到 99.99%，剩下的 0.01%仍然可能引發(fā)大問(wèn)題。對(duì)于交通安全來(lái)說(shuō)，是不允許出現(xiàn)任何差錯(cuò)的。另外，大部分國(guó)家對(duì)于自動(dòng)駕駛的立法也不全面，在自動(dòng)駕駛汽車上路之前，這些都是需要預(yù)先解決的問(wèn)題。

那自動(dòng)駕駛汽車就停止發(fā)展了嗎？并不是，在機(jī)場(chǎng)、礦山之類的封閉區(qū)域，自動(dòng)駕駛汽車仍然能發(fā)揮重要作用。比如，在我們國(guó)家，許多的機(jī)場(chǎng)已經(jīng)采用低速無(wú)人駕駛汽車了。比如無(wú)人清掃車、無(wú)人牽引車、無(wú)人巡邏車等等。而在礦山這樣比較危險(xiǎn)而又封閉的地區(qū)，無(wú)人駕駛汽車也能派上大用場(chǎng)。還有，在一些比較封閉的園區(qū)，依然有低速無(wú)人車在測(cè)試運(yùn)行。

無(wú)人駕駛是人們 100 多年來(lái)的夢(mèng)想，相信終有一天道路上會(huì)充滿無(wú)人駕駛汽車。但是在那一天到來(lái)之前，我們要做好一切準(zhǔn)備。

策劃制作

本文為科普中國(guó)-創(chuàng)作培育計(jì)劃作品

出品｜中國(guó)科協(xié)科普部

監(jiān)制｜中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社有限公司、北京中科星河文化傳媒有限公司

作者丨北京云御紀(jì)文化傳播有限公司

審核丨秦曾昌 北京航空航天大學(xué) 自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院 副教授

策劃丨符思佳

責(zé)編丨符思佳