无人驾驶汽车的100年历史-技术圈

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第一辆自动驾驶汽车是轮船。经过数个世纪与风浪的搏斗，古老的水手们设计出了各种利用自然力量的装置来为人类服务。这些解决方案简单而巧妙，例如至今仍在使用的单舵柄系统。

安装它时，只需拿起副臂板（控制较小帆的绳索在前面），然后将其绕在滑轮上再穿过甲板。通过将尖的一端绑到舵柄（操纵船的棍棒）上来完成。这时，当狂风袭，船开始向风的方向转弯时，副臂将拉动滑轮周围的绳索并拉起舵柄，使船向相反方向行驶。

这样的技巧帮助聪明的水手减轻了航海时长时间掌舵的疲劳。还可以使用它来裂开寒冷的空气，在游艇驶过浪涛时享受浪花，就像铁轨上的火车一样。但当将舵柄重新用于驾驶第一批汽车，这项古老的技术并没有实现从海上到陆地的飞跃，尽管我们可以想像出一些惊人而徒劳的尝试。到1891年，奔驰引入了方向盘后，事情才得以解决。

在陆地上，当机器代替动物时，自我控制实际上变得更加困难。机动化是对牲畜肌肉力量的巨大改进，但获得的好处却是牺牲了脑力。长期以来，骑手或者是马车司机，在缰绳上睡着是很常见的。他们尽职尽责的动物只会继续沿着这条路走，或者停在路上。

但是，汽车和卡车需要驾驶员一秒钟地引导他们。它们的越发盛行，再加上它们的重量和速度带来的风险越来越大，催生了各种实验性的自动驾驶方案。1925年在纽约市进行的一次遥控车展展现了即将到来的无人驾驶汽车，同时也吸引了公众并使他们感到害怕。据《纽约时报》报道，在成千上万的旁观者面前，这个被乐观命名的美国奇迹在百老汇巡航，“就像有一只幽灵的手在方向盘上”。

在1920年代，机动车辆每年夺走数万人的生命，死亡率比今天高18倍。这项新技术有望再次使城市街道恢复安全。但是，当这辆未来感汽车的操作员失去控制时，这些希望很快破灭了。首先是在第六十二街上，然后在哥伦布圆环上的片刻之后，最终使这本令人惊奇的奇迹撞上了另一辆车。

尽管出现了这些早期失误，但汽车行业仍在幻想着遥控汽车。在1939年的世界博览会上，通用汽车公司的未来世界展中展示了美国城市宏大的机动车模型。无人驾驶的汽车，卡车和公共汽车在通行的高速公路上纵横交错，遍布细长的摩天大楼。甚至有一个“交通管制塔”，在未来的城市的设计师们想象中，调度员将通过无线电指挥数万辆汽车的行驶。到1950年代，嵌入在路面中的导丝已取代无线电，成为遥控车辆的首选技术。具有讽刺意味的是，美国无线电公司RCA在1950年代首次成功演示了这种方法。

这些早期的原型机显示了自动驾驶技术的可行性，但是它们的高成本和对此类功能的低迷需求意味着无线电控制和有线引导汽车都不会流行。有人认为，引导车辆的高速公路的价格高达每车道英里200,000美元。如果完全建成，道路升级可能会增加州际公路系统建设成本的40％以上，该系统已经是美国历史上最大的公共工程项目。同时，尽管长途或深夜驾驶有危险和烦恼，但汽车制造商仍然在消费者对驾驶兴趣激增的浪潮中，他们专注于生产令人振奋的强大新车。

这些早期的想法设想了基于外部指导的自动驾驶未来。但是到了1960年代，重点已经转移到利用计算机的新技术来设计能够真正独立地自动驾驶自己的车辆，而无需外界的帮助。在斯坦福大学，研究人员首次建造了机器人，这些机器人可以使用相机进行查看，并使用计算机进行导航。在高度受控的实验中，这些早期机器人沿白线行驶，并避免在其路径上放置的障碍物。

自动驾驶不仅仅局限于实验室。随着CPU和图像处理技术得到了改进，到1970年代末，Tsukuba大学机械工程实验室的工程师已经能够在日本的道路上测试世界上第一辆自动驾驶汽车。这些首批自动驾驶汽车以最高时速20英里的时速行驶，使用两台摄像机来视觉检测街道标记。在1980年代，行动转移到了欧洲，在那里，West Germany’s Armed Forces大学的教授恩斯特·迪克曼斯（Ernst Dickmanns）用自己设计的自动驾驶小工具改装了梅赛德斯·奔驰面包车，与汽车巨头戴姆勒展开了长达十年的合作。

最终，轮到美国人了，卡内基梅隆大学在1990年代领先。随着制造自动驾驶机器的竞争遍及全球，软件快速改进，计算机变得越来越快，从而开辟了新的可能性。到本世纪末，在美国，德国和日本的自动控制下的首次越野旅行已记录在案。

视听技术发展最紧张的时期仍将到来。在2000年代初期，五角大楼对这项新兴技术的兴趣日益浓厚。为了集中分散的研究小组的努力并促进与国防和汽车工业的紧密联系，美国国防部最高级的研究经费部门-美国国防高级研究计划局（Defense Advanced Research Projects Agency）在2004年，2005年和2007年组织了一系列公开比赛。这些被称为“大挑战”的比赛提供了数百万美元的奖金和无价的声望，并吸引了来自学术界和工业界的数十支团队。

测试人员测试了他们最好的硬件和软件后，远远地看着他们的自动驾驶汽车试图在一个废弃的军事基地上穿越空旷的国家和郊区。2004年的比赛在没有获胜者的情况下结束-没有参赛者到达终点。但是一年后，斯坦福大学的获奖车辆获得了200万美元的奖金。

DARPA竞赛加速了无人驾驶汽车的发展。斯坦福大学在2005年获得第一名的成绩是它在处理道路图像中率先使用了机器学习（一种AI编程技术）的结果。但更重要的是，比赛将注意力集中在新兴技术的可能性上。军方对自动驾驶汽车的兴趣日益浓厚，没有人感到震惊。但是，潜在的民用应用引发了人们的猜测。第一次，自动驾驶技术的实际商业应用似乎可以实现。

这是汽车行业的警钟。但并非所有人都听到了。大多数公司全神贯注于2007-2008年的金融危机以及随之而来的全球衰退。在利用自动驾驶汽车的机会时，尤其是美国汽车制造商受到了阻碍，这需要大量的进一步投资才能从实验室到市场。汽车制造商已经破产或被联邦政府纾困。相反，硅谷前进了。到2009年，斯坦福大学获奖团队的负责人塞巴斯蒂安·特伦（Sebastian Thrun）领导了Google的一个新的自动驾驶汽车项目。这家搜索巨头在Android上押注了很大的钱，它的手机操作系统非常成功。看起来，汽车可能会成为下一个大型计算平台。Google可以对汽车软件的未来提出主张吗？

这似乎是一个明智的赌注，由首席执行官兼联合创始人拉里·佩奇对自动驾驶的终身兴趣所支撑。

Google的举动花了几年时间，但一旦成功，一切就彻底崩溃了–不仅在汽车行业，而且在计算机和驾驶室行业。突然，每个主要的汽车制造商，每个叫车服务的公司，以及像苹果公司这样的竞争云软件巨头都匆忙动员起来，开发自动驾驶汽车。当内部项目无法产生令人信服的结果时，许多公司只是简单地收购了有前途的初创公司来掌握所需的技术。仅在2016年和2017年的两年中，自动驾驶汽车技术就激增了800亿美元。

最大的一笔交易是英特尔在2017年惊慌失措地收购了计算机视觉先驱Mobileye，后者是以色列计算机视觉系统制造商，其估值达到了惊人的150亿美元。随着一连串的并购活动的展开，将汽车制造商与科技行业联系起来的伙伴关系和交叉持股网络变得越来越纠结。世界上最大的两个消费行业-计算机和汽车-彼此见证了他们的未来。但是他们无法决定他们是否想聚在一起或互相吞噬。

到2018年，辛勤的工作和高昂的财务状况得到了回报。去年12月，谷歌分拆的Waymo在亚利桑那州的钱德勒悄悄地推出了全球首个真正的自动驾驶出租车服务。在筑波进行首次自动驾驶试驾40多年之后，以及招募Thrun的将近十年之后，该公司开始接受在凤凰城郊区进行无人驾驶的请求。报道称，这家科技巨头已经拨出超过100亿美元来建立自己的自动驾驶帝国。终于，自动驾驶漫长而痛苦的诞生终于结束了。

在1903年1月12日，《纽约时报》报道说：“几乎没有一项任务是马车能做的，而这一任务或许可以通过自动驾驶技术做得更好”，世界上第一个大型车展之一在麦迪逊广场花园(Madison Square Garden)内开幕，然后是在第二十六街和麦迪逊大道。一个世纪后，《泰晤士报》这一次以类似的热情将无人驾驶时代的工程奇迹推向市场。专栏作家戴维·莱昂哈特（David Leonhardt）在2018年写道：“在我驾驶无人驾驶汽车的第四天，我已经准备好迈向未来。”

记录纸并不孤单。就像汽车一样，自动驾驶汽车对新技术对个人和社会的好处进行了大胆的猜测。但是，未来的前景如何？

首先，自动驾驶技术可以消除几乎所有由汽车造成的死亡。在20世纪，估计有6000万人死于汽车撞车事故。这超过了第二次世界大战期间所有军事和平民死亡人数。但是，即使汽车变得更加安全，杀人行为仍在继续，由于汽车传播到了缺乏熟练驾驶员和交通法规的新国家。随着中国和印度汽车使用量的激增，全球每年有140万以上的道路交通事故死亡夺走了足够多的人，以填满德克萨斯州达拉斯市的整个城市。英国伯明翰；或日本神户。提倡者声称，这些碰撞中的绝大多数将通过自动驾驶技术避免。

其次，自动驾驶辅助能力将会增强，交通拥堵将消失。过度拥挤的道路带来的经济损失是巨大的，而且由于无处不在的移动电话中嵌入了位置跟踪设备，这比以往任何时候都更容易衡量。使用这些手机留下的大量旅行记录，远程信息处理公司Inrix估计，仅在美国，驾驶员浪费在交通上的时间的成本每年就超过3050亿美元，或每位驾驶员近1500美元。对于自动驾驶汽车的论点是，由于更快的制动反应，软件驾驶的汽车可以安全地将更多的汽车以高速公路速度更近地打包在一起。但是，自动驾驶可能还会通过简单地将人口分散到更远的地方，在更广阔的土地上扩大定居点来减少某些瓶颈。

第三，倡导者希望，自动驾驶不会放弃任何人。汽车在20世纪为成千上万人提供了出行便利，但是当汽车的成功分散了人口并从大众交通中抽走资金时，许多人发现自己面临着自由出行的新障碍。仅在美国，就有超过2500万的残疾人士旅行受限，几乎占劳动力的六分之一。人们相信，自动驾驶汽车不仅会给身体无法驾驶的人带来汽车旅行，而且还会为年纪大，年幼的人和无力负担自己汽车的人开辟新的旅行选择。随着残疾人脱离边缘进入劳动力市场，随着老年人更容易获得医疗保健，以及儿童享有更广泛的教育和致富机会，社会和经济利益可能是巨大的。

您会问这个乌托邦何时到达？如今，自动驾驶仍然是新颖的。尽管有种种麻烦，比如危险和驾驶烦恼，但我们仍然拥有符合这项任务的最具经济效益的技术。当您读这篇文章时，在2020年代初，即使最疯狂的预测通过了，在全球的高速公路，街道和人行道上行驶的真正无人驾驶汽车仍将少于一百万。但是随着未来十年的到来，自动驾驶汽车的数量注定会迅速增长。到2030年，拥有智能汽车，卡车和公共汽车的全球人数可能攀升至数千万。他们将与大约20亿辆人力驱动的汽车和卡车共享道路（付出或花费几亿美元）。即使如此，自动驾驶汽车似乎也只是全球汽车中的一个舍入误差。但是革命将以惊人的手术精确度来袭，和压倒性的力量。正如赛博朋克小说家威廉·吉布森（William Gibson）曾说过的那样：“未来已经来临-它仅仅是不那么均匀的分布。”

但是这种一线希望可能不会成为现实。自动化也将使私家车更加有用，而软件将从根本上减少物主的麻烦。考虑一下。自动驾驶汽车为您提供的不仅仅是开车服务，它们还将自己停车，带自己去车库加油和维修，并支付自己的保险费（当然是用您的钱）。我们完全有可能只是将愚蠢的汽车换成智能汽车，然后继续四处行驶。

从长远来看，我们可能会看到两个世界的混合。到2040年，即使共享的自动驾驶汽车接手，新车销量下降50％（的确是天翻地覆的变化），汽车制造商仍将每年在全球范围内生产约3000万辆自动驾驶汽车。一半将在中国结束，另一半将在美国结束，其余将分散在欧盟，日本和新兴市场。但是，即使随着汽车制造业务的萎缩，使用汽车（面包车，踏板车以及其他所有东西）的业务也会增长。当今全球2万亿美元的汽车制造业中，剩下的将被归入“个人运输服务”更大的市场，到本世纪中期，这一市场预计每年将达到7至10万亿美元，大致相当于当今整个欧盟经济的规模。仅Waymo希望在2030年之前获得每年1.7万亿美元的份额。但是，优步、亚马逊和阿里巴巴，更不用说福特、通用汽车和大众汽车都在不战而胜的情况下割让了这一新领域。他们在自动驾驶未来的服务业务上也有自己的设计。

因此，尽管无人驾驶的革命始于细流，但不久之后，缓慢的细流将变成洪流。到2050年左右，大多数以人为本的汽车将不复存在。规模更小，更智能的多种形状和尺寸的自动驾驶汽车将取代它们。一些将是私有的，一些将被共享。有些会移动一个人，有些会拖一百或更多。许多人根本不带任何人，而是忙于运输由于网上购物的成功所带来的不断涌入的商品。有些人将仅通过监视我们的城市世界或指挥交通来为我们提供帮助。总而言之，我们多样化的自动驾驶车队行驶的里程数比今天的汽车要远得多。

诱人的是，无人驾驶革命是我们20世纪汽车体验的重演，只是在更大的计算机编排规模上。但是，过去没有任何东西可以使我们为即将发生的事情做好准备。全面倾斜，变化的步伐将使我们感到困惑。在美国，完全的机动化大约用了60年的时间-从大约1920年开始，当时汽车开始大量进入城市，到1980年，当时世界各地的都会区开始大量拥挤。在接下来的40年里，从1980年到2020年是一个饱和期。

通勤者平均在交通上花费的时间增加了三倍，交通拥堵的经济成本增长了十倍，达到每年1,660亿美元。我们花了很多时间寻找抑制汽车使用和投资替代品的方法。

但是自动化可以在短短20到30年内发挥作用-一代人的时间跨度。如果我们的汽车历史确实能教给我们一些东西，那就是我们在无人驾驶革命中发现的未来不会是我们所期望的。

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