从组织无人驾驶竞赛到研发“隐形机”,美国DARPA如何成为现实版的“神盾局”?

摘要: 早在十多年,DARPA开始提供资金支持,协调大学研究机构、车企、传感器供应商和半导体供应商合作,进行一系列的无人驾驶汽车挑战赛。

今年1月,唐纳德·特朗普就任美国总统就职后不久,被封为“女魔头”的DARPA局长阿拉提·普拉巴卡尔离职了,当然,“女魔头”的离职和“推特总统”特朗普就任没有实质性关系,但由于DARPA的特殊性,还是引起了科技界的躁动。

 

​DARPA是美国国防部高级研究计划局(Defense Advanced Research Projects Agency)的英文缩写,名字听上去就很霸气,实际在做的事情更是让人不明觉厉。1958年成立以来,不断给世界带来科技惊喜。

他们资助过很多现代人受益匪浅的项目,比如今天大家能够上网,能够看到这篇文章全赖于DARPA的研究开发;手机上的地图导航能智能地告诉你方向和位置,也源于DARPA的定位系统GPS。

当然了,他们也支持过许多脑洞大开的项目,比如隐形战机的概念、能在水下作战的“九头蛇”无人机航母、在复杂地形中运输的“机械战象”、 能在天上飞在地上跑的“飞行悍马”……光是听名字就让人让人傻傻分不清虚构和现实,虽然最后不少项目都胎死腹中,但都极大地拓展了人类的想象空间和技术的极限。

  “飞行悍马”The Transformer概念图。图片来源:mikeshouts.com

除此,DARPA还一直利用竞赛等形式,大力推动全社会参与创新活动。在智能驾驶领域最出名的“陆地挑战赛”(Grand Challenge),就为谷歌无人驾驶技术的发展提供了许多灵感。DARPA在智能驾驶汽车的研究中扮演什么作用呢?

早在十多年,DARPA开始提供资金支持,协调大学研究机构、车企、传感器供应商和半导体供应商合作,进行一系列的无人驾驶汽车挑战赛。

最有名气的,是 2004年和2005年的两届陆地挑战赛(Grand Challenge)和2007年举行的城市挑战赛(Urban Challenge)。

2004年,第一届无人驾驶陆地挑战赛举办的时候,由于技术的限制,甚至没有一家参赛队伍能够完成DARPA设定的加州莫哈韦沙漠240公里赛道。因此在2005年的第二届陆地挑战赛中,DARPA将赛道的最低目标距离设定为11.78公里,这也是第一届中无人驾驶汽车最远的行驶。此届挑战赛中有5辆无人驾驶汽车完成了目标,而其中比较出名的是如下照片中的TerraMax无人驾驶卡车。

                                                                     TerraMax的陆地挑战赛参赛车型

第三届的陆地挑战赛被DARPA官方称为城市挑战赛(Urban Challenge)。于2007年在加州的乔治空军基地进行,这一年的比赛环境增加了很多难度,让无人驾驶汽车可以在城市驾驶环境中进行。赛道全长96公里,限时为6个小时。并且不同的队伍之间会有路线交叉的过程。

正因为参加了前几次DARPA的挑战赛,技术公司Velodyne把研究重点转向了激光扫描仪产品的开发,并逐渐成为业界360度高性能激光扫描仪的领先者。因此说DARPA挑战赛成就了如今的Velodyne,成为激光扫描仪LIDAR界的巨人一点不为过。

到了2007年的城市挑战赛中,Velodyne公司的激光扫描仪已经应用到了大部分的参赛队伍中。6个完赛的参赛队伍中只有第三名的VictorTango队没有使用Velodyne公司产品。

                       斯坦福队使用的大众帕萨特旅行版(左)和VictorTango队使用的福特翼虎(上)在路口相遇

                      VictorTango所用的来自IBEO和SICK的传感器,而IBEO是小型化低成本激光扫描仪的领先 

                                              斯坦福队无人驾驶汽车主要开发成员Sebastian Thrun

这个站在斯坦福队无人驾驶汽车前的大神Sebastian Thrun,以及部分其他团队成员最终被谷歌挖走,后来就有了大家知道的Google无人驾驶汽车。

                                                     谷歌无人驾驶汽车早期测试车型(来自Google)

                                                                    谷歌无人驾驶汽车量产车型(来自Google)

谷歌提出的无人驾驶汽车就是基于置于车顶的机械旋转激光雷达产品实现的,也是源自于Velodyne公司的64波束激光雷达。

激光雷达是汽车感知传感器的技术基础,也是无人驾驶最基础的技术。Velodyne的产品包括64波束(用于谷歌无人驾驶汽车)、32波束(用于福特CES2016无人驾驶概念车)以及混合固态Hybrid Solid State 16波束 VLP-16 PUCK(将用于未来的福特无人驾驶计划)激光扫描仪产品。如下图分别为与CES2016发布的基于福特蒙迪欧的无人驾驶概念车,以及装配于车顶的4个Velodyne 32波束激光雷达。

 

                                                   行业分析显示,激光扫描仪在高级别的无人驾驶中不可或缺

 

                                      福特CES2016无人驾驶概念车,装配于车顶的4个Velodyne 32波束激光雷达

到了2012年,DARPA的挑战赛在机器人领域展开,我们在网络上能看到机器人的各种摔倒镜头。当你真正接触到这个领域,了解技术研发的难度后,可能就笑不出来了。 技术的发展不是一蹴而就,中途会历经各种各样的失败,但每个领域的突破都可以应用惠及到生活中,比如医学、交通。

现在,“女魔头”普拉巴卡尔离开后,她曾主导的工作暂由原副局长等团队领导。期待现实版神盾局有更多脑洞大开的黑科技,光是想想就好激动。

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