人与机器融合：丰田汽车别出心裁探索第三条自动驾驶路径

雷锋网按：自动驾驶汽车能给社会带来许多好处，不过丰田最注重的还是让人类的出行更加安全，总有一天，车辆会智能到帮我们掌控方向盘。丰田认为，建立驾驶员和车辆之间的技术合作关系在不久的将来能创造最大的安全优势。

目前业界为自动驾驶汽车设定了两种进化方式，一种是完全移除驾驶员这个角色，另一种是让驾驶员时刻盯着自动驾驶系统的工作情况。但 TRI 认为应该自动驾驶有第三条路径，即人与机器进行一定程度的融合。

2015 年底，丰田汽车斥资 10 亿美元在美国加州硅谷成立丰田研究所（TRI，Toyota Research Institute Inc），开始针对自动驾驶汽车、家用机器人助手开发 AI 技术。其中自动驾驶汽车项目包括自动驾驶技术和安全技术，目前 TRI 在硅谷、马萨诸塞州和密歇根州均开展了测试项目。

*丰田研究所 CEO Gill Pratt

“TRI 的使命就是利用 AI 帮丰田制造出更好的汽车。”丰田研究所 CEO Gill Pratt 表示，AI 正在快速成长和进化，市场上会有越来越多应用与丰田息息相关，TRI 的工作就是找到它们并证明它们的可行性。

TRI 的自动驾驶技术研究分为两个项目：高级驾驶辅助“Guardian”和全自动驾驶“Chauffeur”两种模式。 

Guardian 模式，驾驶员可以在不同层面上介入车辆的行驶控制权。例如，当系统检测到司机有可能分心或者打瞌睡时，对驾驶员发出警告，辅助驾驶员刹车、操作方向盘以确保安全转弯。这种类型的产品主要以抱死制动系统和碰撞避免系统为主，目前已经应用在丰田量产车型上。

Chauffeur 模式：不以人驾驶为前提，即汽车工程学会（SAE）提出的 Level 4 和Level 5 级别的自动驾驶。例如，在内部测试中，汽车一边避开障碍物一边自动行驶，即使旁边车道上的车辆以相同的速度行驶，为了避开前方障碍物，汽车也能够安全地进行变线。

无论高级驾驶辅助“Guardian”还是完全自动驾驶“Chauffeur”，两种模式所使用的传感器及摄像头种类都是一样的。

据雷锋网(公众号：雷锋网)了解，TRI 研发重点之一是大幅提升车辆的“视野”范围，让它对前方和周边的环境有更清晰的理解。丰田目前打造的是一个多传感器平台，它让丰田的自动驾驶汽车能安全可靠的感知到周边环境。

在上述 TRI 官方放出的视频中，TRI 带来了 4 段演示。

前两段演示中，丰田的测试车将处于 Chauffeur 模式，这一模式下车辆会成为“真正的司机”。如果你身体不适、交通拥堵或乘坐一辆自动驾驶车租车，就可以激活 Chauffeur 模式。

后两段演示中，车辆处于 Guardian 模式，这是为热爱驾驶的人准备的。你可以把这种模式理解为给人类驾驶员加了防护网，它能有效防止车祸发生。

在车内，TRI 专门设计了一款特别的测试车，这是丰田自动驾驶平台 2.1 版本，它有两个方向盘、两个刹车和两个油门踏板。

Gill Pratt 这样解释，丰田这样做是想让车辆同时拥有两种性格：一个是安全人员，另一个则是测试人员。他们会与车辆进行交互，就像人们平时驾驶那样。从开发的角度来说，这样的设计是一大进步，因为在测试 Guardian 模式时，我们还有一个安全人员以防万一。

Chauffeur 模式 1：从皮卡上滚落的干草垛

当车辆处于 Chauffeur 模式时，它会接管一切，驾驶员只需坐好并享受这一切就行。现实生活中，自动驾驶汽车会遇到各种情况。

在测试中，TRI 准备了皮卡车上滚落干草垛的环节。当测试车发现前方有草垛时，它进行了变线。接着测试车又“看”到了路上的另一个草垛，于是再次完成操作。

Chauffeur 模式 2：挡在前方的车辆

这是 TRI 展示的车辆如何和其他交通参与者交互。

有一辆车正与测试车并排行驶，测试车发现了它。不过，道路前方却有一辆皮卡停在了那里，于是测试车开始减速，随后变线跟在前车后通过并再次切换回原车道。

Guardian 模式 1：瞌睡的司机

上图为 TRI 自动驾驶副总裁 Ryan Eustice 模拟驾驶员昏昏欲睡的情况。

在这种模式下，系统会通过仪表台上的摄像头监控驾驶员的眼部和头部动作，以防他们出现注意力不集中的情况，而且即使驾驶员戴上太阳眼镜也可以做到实时监控。这时 Guardian 就会介入帮你驾驶，等你清醒过来就可以再次拿回车辆控制权。

Guardian 模式 2：“透视眼”

高速路上最危险的事情就是前车因为障碍物突然变线，由于视线被遮挡，你只有很短的反应时间。不过，传感器可比人眼更敏感，它们会提早发现危险并及时介入，以控制车辆变线来预防碰撞。

在这一次展示中，TRI 展示了他们正在开发的两项基础技术，这些是丰田研究所打造完美自动驾驶车辆的重要组成部分。

自动驾驶第三条路径：人类和机器进行一定程度融合

Gill Pratt 表示，丰田研究所对自动驾驶有着非常独特的视角。在丰田看来，驾驶员与车辆间的关系就非常重要。他们认为驾驶员与车辆应该携手共进，他们就像队友（Teammate）一样。事实上，丰田第一次试水此类技术，将其命名为“Highway Teammate”。

关于高速路段的自动驾驶（即 Level 2 级别自动驾驶），Gill Pratt 表示这一级别的自动驾驶需要驾驶员时刻准备着，一旦自动驾驶系统“罢工”，他们马上就得接手。

他说，Level 2 系统面临的最大挑战是到底值不值得技术人员下功夫，毕竟驾驶员需要时刻保持紧张，何不直接手动驾驶？不过，TRI 现在正在努力提升驾驶的质量，以便让 Level 2 系统变得值得一用。

TRI 驾驶研究中心副总裁 John Leonard 认为，对 Level 2 来说，主要的挑战在于驾驶员必须时刻保持警醒状态，即使系统没报警，你也要在关键时刻接手车辆控制权。

他还表示，目前业界为自动驾驶汽车设定了两种进化方式，一种是完全移除驾驶员这个角色，另一种是让驾驶员时刻盯着自动驾驶系统的工作情况。但 TRI 认为应该有第三条道路，即让人类和机器进行一定程度的融合。

那么，两者到底谁守护谁？是人守护 AI 系统？还是 AI 系统守护人？如果“人车合一”又意味着什么？

这就是 TRI 的 Guardian 模式正在探索的。Gill Pratt 介绍，在 Guardian 模式下，驾驶员会像现在一样手动操纵车辆，但旁边会有另一个“司机”时刻盯着你。同时，在整个过程中它还会模拟自己驾驶时采用的策略。Guardian 的驾驶能力与人类驾驶员不分伯仲，但在必要时刻它才会出手干预。

感知和预测是 AI 面临的核心挑战

据雷锋网了解，丰田计划在 2020 年东京奥运会上展示 Guardian 技术，而搭载相关技术的车辆也会在之后正式上路。

当然，用户体验也是关键环节之一。所谓的用户体验就是要创造一种令人愉悦且安全的产品体验，并将人与技术进行紧密结合，建立两者之间完美的互动。

当丰田的自动驾驶汽车在奥运会亮相时，丰田将展示车辆是如何接收情感数据、身体姿态甚至用户每一次眨眼。此外，丰田还要保证车辆中的多屏互动有统一的设计语言标准。

TRI 也在专注开发 Level 4 自动驾驶，也就是目前演示的 Chauffeur 模式，有了这项技术车辆就能真正接管方向盘。

Level 5 全自动驾驶确实让人激动，车辆不惧天气和道路情况实现真正的自动驾驶，但 Gill Pratt 认为这项技术离真正落地还需要多年时间。

与此同时，业界一直存疑的一个问题是：当自动驾驶技术终于“毕业”可以大规模应用时，到底多安全才能算得上真正安全？

“做一个能引爆 YouTube 点击量的 5 分钟自动驾驶视频是一回事，但每年将自动驾驶技术交到 1000 万辆车和用户手上供给他们日常使用又是另一回事，这才是真正巨大的挑战。”TRI 自动驾驶副总裁 Ryan Eustice 表示。他认为，感知和预测是 AI 面临的核心挑战。

在今年 1 月 IEEE 的采访中，Gill Pratt 引用一个观点：“模拟是通往成功的必经之路”。

他表示，在全球范围内，汽车行驶的总里程约为 10 万亿公里。因此，如果只测试几百公里，它很难覆盖到所有路况。我们需要通过另一种方式来提升它的能力，解决这个问题——加速模拟测试就是其中关键一环。

据雷锋网了解，TRI 使用模拟来累计测试里程——通过模拟和形式化方法（formal methods，适合于软件和硬件系统的描述、开发和验证）结合，同时加入实车测试，丰田希望丰富这一模拟以便得到更多测试数据。

Gill Pratt 自信满满地认为，丰田绝对有机会成为自动驾驶行业的第一——自动驾驶的未来并不依赖于软件，更依赖于数据。“数据是新型石油，数据是新型黄金。”他说。

这是因为丰田能有效利用自己的潜力，并有其他厂商没有的体量优势（曾连续４年保持年销量世界冠军）。丰田能将自己的产能优势转化成数据优势，让自动驾驶汽车的 AI 能力优于所有对手。

注：本文由易建成、大壮旅联合编辑完成。

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