宋星甫

摘要：隨著信息化時(shí)代的來(lái)臨，人工智能技術(shù)在高速發(fā)展的同時(shí)，也帶動(dòng)著無(wú)人駕駛技術(shù)的進(jìn)步。作為與人們生活密切相關(guān)的技術(shù)，人工智能是如何發(fā)展的？無(wú)人駕駛的發(fā)展與人工智能有什么關(guān)系？人工智能在無(wú)人駕駛中是如何應(yīng)用的？目前無(wú)人駕駛的優(yōu)缺點(diǎn)又是什么？這些都是應(yīng)該讓人們了解與探討的問(wèn)題。本文將從基本概念出發(fā)，對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行探討和研究，希望可以為相關(guān)發(fā)展做出自己的貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：人工智能;無(wú)人駕駛;應(yīng)用與展望

1 引言

最近幾年隨著科技的不斷發(fā)展，人工智能高速發(fā)展并取得了巨大的成果，同時(shí)也為其他領(lǐng)域帶來(lái)了機(jī)會(huì)，在此之前無(wú)人駕駛由于技術(shù)原因，一直處于理論和試驗(yàn)階段，沒有真正走進(jìn)人們生活，但是人工智能卻使其進(jìn)入了新的發(fā)展階段，并讓其進(jìn)入了人們的生活，真正成為可以為生活帶來(lái)便利的新技術(shù)。

2 人工智能與無(wú)人駕駛的概述

2.1人工智能的概念

人工智能作為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)重要分支，涵蓋了生物學(xué)，心理學(xué)，神經(jīng)科學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域，是指具有人類意識(shí)和思考能力的機(jī)器或者算法，其本質(zhì)是讓機(jī)器模仿人類并實(shí)現(xiàn)與人類相仿的應(yīng)答機(jī)制。人工指代了勞動(dòng)力，而智能則包含意識(shí)和思考等人類智能才具有的能力。人工智能從最初的發(fā)展一直到現(xiàn)在，具有優(yōu)秀的圖像處理和對(duì)人思維意識(shí)模擬的特性，有些地方甚至已經(jīng)可以超越人類思維，可以獨(dú)立作出更優(yōu)于人類的選擇。

人工智能涉及的領(lǐng)域十分廣泛，并且在目前高?；蛘哐芯繖C(jī)構(gòu)中涵蓋了很多的學(xué)科，大致分為以下六大類[1]：（1）計(jì)算機(jī)視覺;（2）自然語(yǔ)言理解與交流;（3）認(rèn)知與推理;（4）機(jī)器人學(xué);（5）博弈與倫理;（6）機(jī)器學(xué)習(xí)。其中無(wú)一不是人工智能的重要領(lǐng)域，推動(dòng)著人工智能蓬勃發(fā)展。

2.2人工智能的發(fā)展歷程

作為一門新技術(shù)，人工智能的發(fā)展歷程十分短暫，僅僅發(fā)展了幾十年就達(dá)到了今天的成就與地位。李開復(fù)在其名為《人工智能》的書中將人工智能分為了三個(gè)階段：弱人工智能，強(qiáng)人工智能，超人工智能。但就目前發(fā)展水平來(lái)說(shuō)，大部分人工智能還處于僅僅可以用于生活日常的弱人工智能階段。但隨著科技發(fā)展，人們終將造出可以勝任甚至超過(guò)人類的超人工智能。

但人工智能的概念甚至可以追溯到古埃及，智者亞里士多德為形式邏輯奠定了基礎(chǔ)，而這正是人工智能發(fā)展的基本出發(fā)點(diǎn)。后來(lái)隨著電氣時(shí)代的到來(lái)人工智能才開始蓬勃發(fā)展[2]：1941年電子計(jì)算機(jī)同時(shí)出現(xiàn)自美國(guó)和德國(guó)，它的出現(xiàn)為AI提供了技術(shù)基礎(chǔ);1950年被現(xiàn)代人稱為計(jì)算機(jī)科學(xué)之父，人工智能之父的艾倫·麥席森·圖靈發(fā)表了名為《計(jì)算機(jī)與智能》，提出了用“圖靈測(cè)試”確定一臺(tái)計(jì)算機(jī)是否有智慧行為，這種測(cè)試方法科學(xué)家們一直沿用至今;1956年人工智能夏季研究會(huì)上，正式將該領(lǐng)域取名為了“人工智能”;1981年日本研發(fā)人工智能計(jì)算機(jī)，作為復(fù)興的開端—人工智能迎來(lái)了曙光，日本、美國(guó)、英國(guó)再次為研究提供大量資金;1997年人工智能“深藍(lán)”戰(zhàn)勝世界冠軍，2012年Spaun通過(guò)基本的智商測(cè)試，2016年AlphaGo戰(zhàn)勝圍棋世界冠軍李世石，世界震驚，次年Alpha Zero通過(guò)自主學(xué)習(xí)戰(zhàn)勝AlphaGo。一個(gè)又一個(gè)令人驚喜的事件正不斷發(fā)生，人工智能的探索永不止步。

2.3無(wú)人駕駛

無(wú)人駕駛，全稱無(wú)人自動(dòng)駕駛汽車技術(shù)，是一項(xiàng)基于人工智能技術(shù)的新興技術(shù)，近年來(lái)隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展和在汽車制造等各個(gè)領(lǐng)域的運(yùn)用，更是發(fā)生了催化反應(yīng)，技術(shù)得到迅速發(fā)展。無(wú)人駕駛技術(shù)利用人工智能技術(shù)對(duì)路況信息進(jìn)行分析與判斷，然后規(guī)劃出駕駛路徑來(lái)控制汽車進(jìn)行路徑行駛[3]。

無(wú)人駕駛這一概念自一開始被提出，人們就在向著與人工智能結(jié)合的方向發(fā)展，因?yàn)槿斯ぶ悄芘c自動(dòng)駕駛有很高的契合度。隨著人工智能的不斷發(fā)展，思維方式與人越發(fā)接近，自動(dòng)駕駛的實(shí)現(xiàn)也變的更加簡(jiǎn)便。這并不是說(shuō)人工智能涵蓋了自動(dòng)駕駛的全方面，而是因?yàn)橐砸曨l攝像頭、雷達(dá)傳感器以及激光測(cè)距器等傳感設(shè)備作為“硬件”的自動(dòng)駕駛技術(shù)，需要相應(yīng)的算法系統(tǒng)來(lái)支撐運(yùn)行，如今的硬件技術(shù)已達(dá)到一定的高度，縱使再有提升，對(duì)于自動(dòng)駕駛的作用也并不是很明顯。人工智能卻不一樣，它是自動(dòng)駕駛的“軟件”，是計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合心理學(xué)、哲學(xué)，通過(guò)對(duì)人的行為思考進(jìn)行逆向推演后，開發(fā)出能以人類類似的方式作出反應(yīng)的智能機(jī)器。人工智能的每一次提升都能促進(jìn)自動(dòng)駕駛的發(fā)展，從而以同樣的成本實(shí)現(xiàn)更加安全，更加高效的自動(dòng)駕駛技術(shù)。

3 人工智能在無(wú)人駕駛中的具體應(yīng)用

人工智能技術(shù)是無(wú)人駕駛發(fā)展的基礎(chǔ)，并且在系統(tǒng)上有著大量的應(yīng)用，可以說(shuō)是密不可分。這其中主要分為三大部分：環(huán)境感知模塊、決策規(guī)劃模塊以及控制執(zhí)行模塊。

（1）環(huán)境感知模塊

作為無(wú)人駕駛中最重要的一環(huán)，它的發(fā)展往往決定了無(wú)人駕駛的應(yīng)用程度。無(wú)人駕駛最重要的就是實(shí)時(shí)感知周圍環(huán)境信息，以便及時(shí)獲取數(shù)據(jù)信息，這些都是由傳感器完成的，比如攝像頭、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、超聲波傳感器[4]，無(wú)論是在熟悉的環(huán)境還是新環(huán)境，汽車可根據(jù)這些傳感器數(shù)據(jù)做聚類處理，并利用各種算法對(duì)周圍進(jìn)行車道線或標(biāo)志物檢測(cè)，并通過(guò)系統(tǒng)內(nèi)的分析模塊來(lái)分析。唯一的不足就是已有的自身感知技術(shù)無(wú)法達(dá)到較高精度，只能通過(guò)GPS獲取車身狀態(tài)信息，位置來(lái)進(jìn)行導(dǎo)航。

（2）決策規(guī)劃模塊

根據(jù)傳感器傳回的實(shí)時(shí)路網(wǎng)信息、交通環(huán)境信息和自身駕駛狀態(tài)等信息，無(wú)人駕駛系統(tǒng)通過(guò)分析來(lái)產(chǎn)生決策，比如遵守交通規(guī)則（包括突發(fā)異常狀況）的安全快速的自動(dòng)駕駛決策[5]。這與最近剛出現(xiàn)的5G技術(shù)有關(guān)，由于無(wú)人駕駛技術(shù)在道路上會(huì)有巨量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸和獲取，原本的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)滿足不了這種需求，5G就合理的應(yīng)用起來(lái)，既更加保證了行駛的安全，也加速了該技術(shù)的發(fā)展。

（3）控制執(zhí)行模塊

根據(jù)規(guī)劃的行駛軌跡，以及當(dāng)前行駛的位置、姿態(tài)和速度，產(chǎn)生對(duì)油門、剎車、方向盤和變速桿等的控制命令。傳統(tǒng)控制方法有PID 控制、滑?？刂?、模糊控制、模型預(yù)測(cè)控制等[6]。如較低等級(jí)的汽車定速巡航到現(xiàn)在的無(wú)人駕駛都是這一模塊控制的具體體現(xiàn)。

4 無(wú)人駕駛的優(yōu)點(diǎn)與不足

4.1無(wú)人駕駛優(yōu)點(diǎn)

隨著近年來(lái)技術(shù)的完善，無(wú)人駕駛技術(shù)在生活中諸多領(lǐng)域體現(xiàn)除了極大地潛力，例如無(wú)人駕駛技術(shù)可以減少交通事故、緩解交通擁堵、降低能耗、保護(hù)環(huán)境等等。無(wú)人駕駛技術(shù)在被發(fā)明制造以前，人就早就有了類似的技術(shù)：飛機(jī)的自動(dòng)駕駛，其存在的價(jià)值不正是減少人的疲勞，提高安全系數(shù)。無(wú)人駕駛亦是如此，且相對(duì)而言更加貼近人么生活，與人們息息相關(guān)。無(wú)人駕駛技術(shù)憑借其強(qiáng)大的適應(yīng)性，正在融入人們的生活。在遵守交通規(guī)則方面，無(wú)人駕駛汽車會(huì)嚴(yán)格按照系統(tǒng)中的設(shè)定，一絲不茍的執(zhí)行，不會(huì)出現(xiàn)闖紅燈、超速的情況，極大程度上較少了違規(guī)率;在保護(hù)人們安全方面，也有巨大成效，憑借其對(duì)周圍環(huán)境頻繁的掃描，使汽車可以在緊急情況下提前做出反應(yīng);以往出現(xiàn)的疲勞駕駛、醉酒駕駛也會(huì)因?yàn)闊o(wú)人駕駛技術(shù)的存在，變得十分容易解決。

盡管由于技術(shù)的應(yīng)用還處于試驗(yàn)階段，僅在部分地區(qū)進(jìn)行了試點(diǎn)應(yīng)用，但效果顯著，使之成為企業(yè)及國(guó)家之間競(jìng)爭(zhēng)的熱點(diǎn)。

4.2無(wú)人駕駛不足

在人工智能背景下，隨著人工智能技術(shù)的不斷成熟，自動(dòng)駕駛汽車的性能必將越來(lái)越高，而這在近幾年間是有目共睹的。但有喜也有憂，據(jù)美國(guó) IHS 公司對(duì)汽車進(jìn)行專業(yè)的調(diào)查統(tǒng)計(jì)，至 2025 年，如果每輛汽車均采用無(wú)人駕駛技術(shù)，則汽車的成本將大幅增加，增加額度將在7000到10000 美元，資金問(wèn)題將是制約該技術(shù)發(fā)展的重要因素。盡管最終將來(lái)無(wú)人駕駛汽車將完全不需要由人工進(jìn)行控制，隨著發(fā)展其技術(shù)成本將得到進(jìn)一步的降低，降低幅度將在3000美元左右。這終歸只是將來(lái)，在當(dāng)前階段這終將成為問(wèn)題。

此外，盡管當(dāng)前無(wú)人駕駛技術(shù)發(fā)展很快，還有許多技術(shù)問(wèn)題存在，例如在極端天氣下汽車傳感器的靈敏度問(wèn)題等等，都是其發(fā)展的巨大阻力。

5 總結(jié)與展望

人工智能和無(wú)人駕駛產(chǎn)業(yè)相比于其他傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展時(shí)間很短，幾十年的發(fā)展已經(jīng)讓人工智能運(yùn)用滲透進(jìn)各行各業(yè)，國(guó)民經(jīng)濟(jì)、家庭生活方方面面均有它的身影，是我國(guó)實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、轉(zhuǎn)型升級(jí)的主流領(lǐng)域，是我國(guó)實(shí)現(xiàn)科技興國(guó)、跨越發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，國(guó)家要從頂層設(shè)計(jì)規(guī)劃好這個(gè)行業(yè)發(fā)展的目標(biāo)、任務(wù)，企業(yè)在政策允許的條件下大力引進(jìn)人才、進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，做大做強(qiáng)，增強(qiáng)我國(guó)人工智能和自動(dòng)駕駛汽車產(chǎn)業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

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