钛媒体注：DARPA自动驾驶汽车挑战赛吸引了由机器人专家、研究人员、学生、汽车工程师和黑客组成的团队，他们努力设计并打造出能够在城市交通环境下自动驾驶的机器人车辆。无人驾驶汽车的研究浪潮正是在汽车挑战赛的推动下高潮迭起，曾获得过汽车挑战赛的斯坦福冠军团队的领导者之一，正是谷歌自驾驶汽车的项目负责人塞巴斯蒂安·特龙。

而谷歌的进入，也让无人驾驶有了突飞猛进的发展。到现在，甚至出现了不同于谷歌无人驾驶汽车的另一种可能。

2004年是无人驾驶汽车的元年，这年举办的第一届DARPA无人驾驶汽车挑战赛车辆或是翻倒，或是原地绕圈，也有的不幸撞到了围墙。DARPA的汽车挑战赛却掀起了无人驾驶汽车的研究浪潮，在这里诞生了谷歌无人驾驶汽车的雏形，也催发了以色列人舒瓦沙走上一条不同于谷歌无人驾驶汽车负责人塞巴斯蒂安·特龙的新道路。

DARPA汽车挑战赛，无人驾驶汽车的摇篮

2007年秋天，第四届DARPA汽车挑战赛已不似2004年第一届比赛时那般惨淡，不同车队正在展开激烈的竞争。在美国加州的沙漠中的一个已经废弃的军事基地里，一辆雪佛兰SUV不紧不慢地行驶着，一个矮胖的男人在这条尘土飞扬的临时赛车道边用力挥动着一面方格旗。挥旗子的男人是托尼·特瑟，他也是美国国防部高级研究计划局（DARPA）的负责人。

这辆车的车身上贴着一个大大的GM贴纸，但方向盘前却并没有司机。在仔细观察后你会发现，车里的其他座位上也没有乘客，而“参赛”的其他汽车也无一例外，没有司机或乘客。赛车似乎在绕着这个曾因被用来训练军队进行城市作战而临时搭建的赛道无休止地转圈，这看上去甚至算不上一场比赛，更像是科幻电影《银翼杀手》（Blader Runner）中周日下午走走停停的车流。

2007年DARPA自动驾驶汽车挑战赛的冠军车

的确，几乎从任何角度看，这都是一场奇怪的赛事。DARPA自动驾驶汽车挑战赛吸引了由机器人专家、研究人员、学生、汽车工程师和黑客组成的团队，他们努力设计并打造出能够在城市交通环境下自动驾驶的机器人车辆。此次比赛是特瑟组织的系列赛中的第三场，当时，在很大程度上，军事技术是在加强士兵的杀伤力，而不是取代他们。在一些情况下，机器人军用机由人类驾驶，很多时候，它的背后甚至需要众多士兵的支持。2012年，美国国防科学委员会（DSB）的一份报告指出，对很多军事行动来说，往往需要数百人的团队来完成一架无人机的飞行任务。

无人驾驶车辆则是更为复杂的挑战。对地面车辆来说，正如DARPA的一位管理者所说，“地面很hard”——这里的“hard”指的是“难以行驶”而不是“坚硬”。单纯沿路行驶已经极具挑战，但机器汽车设计师还会面临各种各样的特殊情况：夜间行车，或是在阳光下、雨中和冰面上行驶——这样的例子不胜枚举。

设想设计一台这样的机器可能遇到的问题：它需要知道如何对突发事件作出反应，比如高速路上的塑料袋是软是硬？它是否会破坏车身？如果是在战区，它可能会是一个简易的爆炸装置。在低速行驶且能见度不错的情况下，人类几乎可以毫不费力地应对这个状况。对人工智能研究人员来说，解决这样的问题就如同夺取计算机视觉领域的圣杯，这也是DARPA希望通过举办自动驾驶汽车挑战赛来得到解决方案的无数挑战之一。

20世纪80年代，美德两国的机器人专家在自动驾驶汽车领域取得了零星进展，但现实情况是，想要打造一辆能够在高峰时段自动行驶的汽车，要比制作一个能上月球的机器人更难，于是特瑟接受了挑战。这样的努力是有风险的：如果比赛未能带来结果，自动驾驶汽车挑战大赛就将成为特瑟留给世人的笑柄。因此，总决赛的方格旗与其说象征着汽车的胜利，倒不如说代表着特瑟的胜利。

曾有一段黑暗时期，在特瑟任职期间，DARPA曾聘请海军上将约翰·波因德克斯特打造一个名为“全信息识别”（Total Information Awareness）的系统。这是一个庞大的数据挖掘项目，目标是通过收集信用卡、电子邮件和电话记录在网上追捕恐怖分子。

这一项目掀起了一场隐私保护风暴，2003年5月，美国国会决定取消这一项目。表面上看，“全信息识别”在公众视野中消失了，可实际上，它却被请进了美国情报机构，直到2013年爱德华·斯诺登泄露的数十万文件揭露了一个广泛、深层次、追踪任何可能有意义的活动的监控系统时，这一项目才再次受到了世人的关注。

在DARPA领军者的殿堂中，特瑟也是个古怪的家伙。他在“全信息识别”的丑闻中幸运抽身，而后几乎深入并把控了该机构所有的研究项目，推动了整个机构在其他领域的发展。（事实上，特瑟决定挥舞方格旗的举动正是他在DARPA任期的一个缩影——特瑟是一个微型领袖。）

DARPA的成立，是美国对苏联人造地球卫星（Sputnik）的回应，当年苏联卫星的出现对深信自身拥有技术优势的美国人来说无异于晴天霹雳。为了一个明确的使命——美国将永远不会在技术上被任何一方力量取代，DARPA在建立初期有个更简单的名字“高级研究计划局”（ARPA）。当时，这一机构的负责人多是科学家和工程师，这些人愿意在蓝天技术上投入巨大的赌注，他们同时也与全美最优秀大学的研究人员有着工作和情感上的密切联系。

不过特瑟却并不符合这一情况，他代表了乔治·W.布什的时代。几十年秘密军事项目承包商项目经理的经历让他和乔治·W.布什身边的很多人一样，对美国的学术机构充满戒心。在他眼中，这些机构太独立，他无法完全信任他们，并将新任务放在他们肩上。这并不令人意外。20世纪60年代，作为斯坦福大学电子工程专业毕业生的特瑟就已经形成了自己的世界观，那时学界被划分成对立的两派——反战的学生，和为越南战争设计先进武器的科学家和工程师。

DARPA文化的变革促发了当下自动驾驶汽车的研发浪潮

出任局长一职后，特瑟开始努力扭转DARPA的文化，虽然这一机构早已因在互联网和隐形战机技术方面的创造而声名卓著。特瑟迅速把原本投放在高校上的资金转移到支持伊拉克和阿富汗战争的军事承包商身上，这一机构也从“蓝天”走向了“成果”。特瑟认定，创新仍然能够秘密进行，正如可以通过新想法的风暴推动硅谷的竞争文化一样，即使那些想法失败了，也会得到奖励。

当然，特瑟将DARPA带到了新的技术发展方向上。他关注着数千名在战争中伤残的退伍军人，军事决策者有了更多权力、获得了更多成果后，他希望将机构的经费投入人体增强项目以及人工智能领域，这意味着那些受伤的军人能够获得机械肢体。

特瑟的汽车挑战赛吸引了大批跃跃欲试的“车库发明家”和志愿者。用军事术语来描述，这是一个“战斗力增倍器”（force multiplier），能让这一机构得到比从传统承包商处得到的更多的创新。无人驾驶汽车的研究浪潮正是在汽车挑战赛的推动下高潮迭起，曾获得过汽车挑战赛的斯坦福冠军团队的领导者之一，正是谷歌自驾驶汽车的项目负责人塞巴斯蒂安·特龙。

谷歌无人驾驶汽车是如何诞生的？

DARPA的比赛在美国汽车工业的摇篮底特律激起了涟漪，然而这个行业的人们仍然坚持着传统观念，那就是车注定要被人们操纵，而不是自动行驶。从总体上看，这一行业普遍抵制计算机技术，因为许多汽车制造商都心怀“计算机一定会出毛病”的想法。不过，美国其他地方的工程师却已经开始考虑通过全新的低价传感器镜头、微处理器和互联网来改变交通状况了。

2010年春天，关于谷歌实验性汽车的传言在硅谷兴起，最初这听起来有些荒诞可笑。人们猜想，这家互联网搜索巨头要在众目睽睽之下“藏”起这些车。甚至出现了这样的故事：谷歌工程师已经成功完成自驾驶汽车夜间从旧金山飞奔到洛杉矶的任务！一石激起千层浪，这样的说法引来的不仅是哄笑，也有尖刻的提醒：即便这样的发明是可能的，它也不合法。他们怎么可能带着这样疯狂的东西蒙混过关呢？

可以肯定的是，谷歌两位年轻的联合创始人谢尔盖·布林和拉里·佩奇当时已经完善了那些天马行空的计划，这些计划包括利用人工智能以及其他技术来改变世界。谷歌前任CEO、现任董事长埃里克·施密特曾告诉记者，他的角色就像是一个监督者或监护人，需要劝说两位联合创始人，哪些想法应该被保持在“标杆”之上或之下。布林和佩奇甚至考虑过太空电梯（天梯）的概念。随着极其强韧的新材料得以开发，人们或许不再需要火箭，而是建造一条能够连通地球和预定轨道的线缆，从而以较低的成本将人类和物资送入太空。当被问到对这个想法的看法时，施密特会尖锐地说，这是一个仍处于考虑阶段的想法，不过至少就目前而言，还在“标杆”之下。

硅谷是技术专家的温室，不过想要在这里守住一个秘密却很难。很明显，这里正在酝酿着什么事情。硅谷最令人津津乐道的故事，莫过于史蒂夫·乔布斯劝百事公司CEO约翰·斯卡利加盟苹果公司时问的那句“你是否希望卖一辈子汽水”。虽然在一些人眼中这可能是幼稚的举动，但硅谷的精神就是改变世界。

它是“规模”这个概念的核心，这是一个十分常见的共同特性，会激励一个地区的程序员、硬件黑客和风险投资者。仅仅赚取利润或是创造一些美丽的东西是不够的，这些产物需要有影响力。它们必须作为礼物被放到世界上95%的圣诞树下，或是为数十亿人带来干净的饮用水或提供充足的电力。

谷歌CEO拉里·佩奇套用史蒂夫·乔布斯的方法，将塞巴斯蒂安·特龙这员大将招致麾下。2007年DARPA挑战赛决赛结束后不到一年，特龙从斯坦福大学辞职，开始了在谷歌的全职工作，秘密启动了谷歌自驾驶汽车项目。

谷歌自驾驶汽车“头顶”上长着丑陋的传感器，这些车看起来比它们的前辈斯坦福大学的斯坦利还要奇怪。这些普锐斯的挡风玻璃上并没有传感器阵列，但车顶上30厘米处却装着一个名为LIDAR的360˚传感器。这个咖啡罐大小的激光设备是由高新技术公司Velodyne制作的，能够帮助谷歌汽车轻松创建周围几百米范围内的实时地图。当然，这样的设备价格不菲，单是LIDAR就让每辆车的成本提高了7万美元！

这些配有雷达、摄像机、GPS和惯性制导传感器，外观奇怪的谷歌汽车是怎样在众目睽睽之下被藏起来的？一些原因是，这些车通常是夜间外出行驶的，看到它们的人通常会错把这些车当成谷歌街景的采景车，采景车车顶竖起的桅杆上装有夸张的大型相机，能够对驶过街道周边的环境构建视觉地图（它们也会记录人们的WiFi设置，以此作为信标来提升谷歌安卓智能机的定位精度）。

谷歌自驾驶汽车项目负责人塞巴斯蒂安•特龙

每天深夜，谷歌的工程师们各个路段测试自驾驶普锐斯汽车。之所以选择在夜里进行，是因为他们希望建立起精度能够达到厘米级的详细地图，周围没有行人车辆的时候更容易获得道路的基准地图，于是这辆车就顶着惹眼的LIDAR传感器一次次穿过城镇。

被误认为街景车，往往能让谷歌自驾驶汽车大模大样地躲藏在人们眼皮底下，不过也不总是如此。有一次，他们遇到了记者，谷歌汽车工程师则选择让步，并同意载他一程。

坐在后座上的体验让一切都立刻清晰明了，短短3年的时间，谷歌汽车就已远超DARPA挑战赛的参赛车。谷歌普锐斯复制了很多DARPA的原始技术，但更为精雕细琢。启动自动驾驶状态时，车内会响起《星际迷航》的音乐。从技术角度讲，这次行驶是个了不起的成就。

普锐斯沿着山景城街道驶离谷歌园区，试驾开始了。在穿过几个街区的路程中，这辆车在看到停车标志和红灯的时候都会礼貌地停下来，之后并入了交通高峰期的101号高速公路。在之后的出口处，这辆车自动驶离高速公路，开上弯曲盘旋的立交桥。对第一次体验自驾驶车的乘客来说，最令人震惊的莫过于机器驾驶汽车转弯的能力丝毫不逊于人类。人工智能的驾驶行为中丝毫没有机械的影子。

当《纽约时报》刊出这个故事后，谷歌汽车就像晴天霹雳一样给了底特律重重一击。这里的汽车行业将计算机和传感器技术加入车中的效率慢得像蜗牛。虽然巡航控制已经出现了几十年，但智能巡航控制，即使用传感器来自动保持与交通的同步，在2010年还算是个奇异的功能。不少汽车企业在硅谷附近都设有“哨所”，不过，在围绕谷歌汽车的宣传变得铺天盖地之后，其他汽车制造商也赶忙在硅谷附近建起了自己的实验室。没人愿意看到发生在个人电脑硬件制造商身上的教训再度重演——当微软Windows系统逐渐成为行业标准的时候，硬件厂商发现他们的产品变成了低利润商品，越来越多的资金流向了微软。而现在，汽车行业也意识到，自己正面临着同样的威胁。

在特龙看来，人类是糟糕而可怕的司机，这主要是因为人容易犯错误、精力不集中。直到项目曝光时，谷歌汽车已经创下了超过16万千米无事故的纪录，而之后的几年里，这一数字又将继续增长并超过80万公里。一个名叫安东尼·莱万绍斯基的年轻谷歌工程师经常要从伯克利开车到相距超过60公里的山景城上班，而特龙本人则会在周末让谷歌汽车带着自己从山景城返回位于塔霍湖的度假别墅。

移动眼，不同于谷歌无人驾驶汽车的另一种可能

人生中顿悟的一刻到来时，阿姆农·沙舒瓦还是一个年轻的计算机专业本科生。那时他正坐在耶路撒冷一所大学的图书馆里阅读一篇用希伯来语撰写的文章，当时他兴奋地发现，在很多方面，人的视网膜与计算机十分相似。文章的作者是西蒙·厄尔曼，计算机视觉研究先驱大卫·马尔的第一位博士生，也是人类与机器视觉专家。意识到人类的眼睛中也进行着计算后，沙舒瓦对这一过程十分着迷，他决定追随厄尔曼的研究脚步。

在麻省理工学院，沙舒瓦师从计算机视觉科学家汤米·波乔和埃里克·格里姆森。波乔的研究涉及神经科学和计算机科学，而格里姆森后来成了麻省理工学院的副校长。当时，从捕捉到识别形状的过程中看似没有障碍，但实际上编写识别软件却十分艰难。即便是在今天，“场景理解”的目标仍可望而不可即，例如，不仅识别出一个女人，同时也要识别出她可能做些什么。人们也仅是在一些小的领域取得了值得注意的进步。举例来说，现在很多汽车都能够及时识别出行人或自行车，从而在发生碰撞前自动减速。

通过脚踏实地钻研这些琐碎的技术，沙舒瓦逐渐成长为一位大师。在学术世界，脑科学家与计算机科学家还在争论不休的时候，他的立场很简单：“飞机不会扇动翅膀，但这并不意味着它们不能飞。”

研究生毕业后，沙舒瓦回到了以色列。而在这之前，他还开办了自己的公司Cognitens，利用视觉建模技术对工业零部件进行精准三维建模。这些图像能准确到头发丝的级别，让从汽车到航天领域的制造商们能够对现有零件进行数字化建模，从而检查其是否合适。不过，他很快就出售了这家公司。

在寻找新项目时，沙舒瓦从以前一位汽车行业内的老客户口中听说，有汽车制造商希望能够实现加强计算机辅助驾驶的立体视觉技术。他们对沙舒瓦在多视觉几何领域的工作有所了解，于是询问他是否也对立体视觉有想法。他回答说：“这很好，不过你并不需要一个立体系统，一台简单的摄像机就够了。”他指出，在某些情况下，人类在闭上一只眼睛的情况下仍然能够判断距离。

凭借自己创业家的功力，沙舒瓦成功说服通用汽车公司投资20万美元用于开发演示软件。他立即叫来了自己在商界的朋友谢夫·阿维拉姆，并建议创办一家新公司。他们给新公司起名叫“移动眼”（Mobileye），沙舒瓦亲自编写了台式机展示用的软件，然后展示了摄像头的机器视觉，这对当时的汽车制造商来说就好像是科幻小说一般。

项目开始6个月后，他从一个汽车行业的大型供应商处得知，通用汽车公司计划展开一场竞标，寻求一种用来警告驾驶员车辆偏离车道的方式。在这个项目上花了几个月的时间后，沙舒瓦在车道中保持行驶的软件写得初有成效，但沙舒瓦却意识到，对于愿意率先起步的公司来说，这可能还不够好。因此，这家羽翼未丰的公司很难一举胜出。

后来，他有了一个好主意。他在这款软件中补充了车辆检测功能，但告诉通用汽车公司这个功能存在错误，不要在意。“在下一个版本中我们会解决它，所以你们可以忽略它。”他说。这一句话就已足够，通用汽车公司为能够以低成本检测其他车辆从而提升车辆安全性的想法欣喜若狂，于是决定立即取消投标，并承诺为这家新公司提供项目资金。车辆检测能够推进新一代安全功能的研发，这些功能并不会取代驾驶员，而是通过隐形的传感器、计算机安全网来增强车辆的安全性能。诸如车道偏离预警、自适应巡航控制前方碰撞预警和防碰撞制动等技术正在迅速向前发展，并成为汽车的标准安全系统。

移动眼有机会成为全球汽车行业最大的人工智能视觉技术提供商之一，但沙舒瓦却有着更宏大的想法。在先后创建了两家公司之后，2001年，他到斯坦福大学继续自己的博士后研究，并与塞巴斯蒂安·特龙共用一间办公室。两人终将成为自驾驶汽车的先驱。

沙舒瓦追求的目标与特龙一致，但他的方法却更务实，而不是天马行空式的“登月”风格。他一直深受导师波乔的影响，后者一直崇尚用生物方法来研究视觉，这不同于依靠日益增强的计算机简单粗暴的力量来识别物体的方法。如果说代表全自动架势的谷歌无人汽车是只需开始和结束按钮的电梯，那么移动眼就是一匹骏马，缰绳始终掌握在你的手中，但驾驶却变得更安全，也更有乐趣。

移动眼视觉系统“眼”中的世界

像谷歌一样，这些以色列人也进行过深入研究，开发出了自动驾驶所必需的技术。谷歌可能会计划与新贵特斯拉合作，发起对汽车行业的竞争，但沙舒瓦却对汽车行业的文化极其敏感，这从移动眼目前合作的客户中就可以窥见。这意味着他的视觉系统设计必须控制成本，即使是高端汽车，花费也不能超过数百美元，而对一辆普通的雪佛兰轿车，成本甚至不可以过百。

无人驾驶汽车的未来

谷歌和移动眼采用了不同方法来解决相同的问题，他们需要帮助车辆知晓周围的情况，在高速条件下，这些判断需要优于人类的准确度。谷歌的系统需要通过雷达、视频、Velodyne LIDAR传感器对汽车周围的环境进行精细到厘米级别的测绘，增强通过街景车采集到的数据。这些谷歌汽车是通过与谷歌云的无线连接来获得地图数据的。这一网络对谷歌汽车导航系统来说就好像一根无形的电子拐杖，确认着传感器看到的周围世界。

全球地图数据库能让谷歌的工作变得更容易。谷歌的一位工程师透露说，在这一项目启动之后，他们惊讶地发现，这个世界上竟然有这样多的变化。不仅高速公路的车道经常会因为维护等问题而出现变化，“连整座桥都会移动”。他说，即使不依靠数据库，谷歌也能做到很多似乎只有人才能办到的事情，比如无缝地融入高速公路的车流，或是在车水马龙的密集市区应对时停时走的交通。

与配有《星际迷航》启动音的谷歌汽车不同的是，移动眼在切换如自动驾驶模式的时候只有一个小小的视觉提示。移动眼奥迪在高速公路上飞驶，有时候速度会超过每小时90公里。在通向死海的峡谷中蜿蜒盘旋而下时很难感到放松。而在一辆自驾驶汽车中，对新手驾驶员来说，非常具有挑战性的是前方有车因红绿灯而放慢了速度的时候。这需要所有人的意志力：让脚离开刹车板，并给予这辆车足够的信任。果然，它逐渐减速，平稳地停在了前面那辆车后。

谷歌汽车带给人们的体验是一种分离感——幕后那些略显怪异的机器智能设备，还有那些遥远的云计算机。而与此形成鲜明对比的是，2013年的测试阶段证明，移动眼汽车能让车上的乘客敏锐地感觉到机器援助的存在。这款车需要在车道内略微移动，然后结束停车状态并绝尘而去——这样的行为无法激发人们的信心。不过，如果你了解底层技术，这样的插曲就不会那么让人害怕了。移动眼奥迪的视觉系统采用了一个“单眼”相机。第三个维度——深度，是通过沙舒瓦和他的研究人员设计的一个巧妙的算法计算得出的，这一技术也被称为“从运动中构建”，只需要略微移动车身，这辆汽车就能绘制出前方世界的3D地图。

自驾驶汽车的下一阶段将在2020年之前到来——车辆将接手日常驾驶任务，不仅在塞车时，每天通勤的路上也是。通用汽车公司将这一功能称为“超级巡航”（Super Cruise），它标志着人类司机的角色将会出现转变——从手动控制到监督。

【钛媒体作者介绍：本文内容摘选自湛庐文化出品的《与机器人共舞》一书。《与机器人共舞》一书详细介绍了机器人与人工智能的发展史，约翰·马尔科夫（John Markoff）是备受乔布斯信赖的《纽约时报》高级科技记者，普利策奖得主。】