卡內基梅隆的故事：無人駕駛車的興起

你想知道為什麼美國體育這麼強大嗎？這當然是同美國經濟強盛，科技發達，人種齊全有關，但還有一個原因：美國人天生爭強好勝。比如，你看見一群老美，走過去說：我比你強，不信咱們賭一箱啤酒。不管這裡「強」是指跑步、扛麻包還是俯卧撐，我敢保證有人跟你比。這種強烈的求勝欲和競爭性，如果運用得當，可以成為社會發展的重要動力。

2001年，作為對9/11襲擊的回應，美國入侵阿富汗，後來不久又在伊拉克開打。雖然美軍在戰場上站盡優勢，戰線拉的太長的問題也暴露出來 - 需要穿越艱難的沙漠土路運送大量彈藥物資到前線。美軍的輜重車隊有裝甲車、直升機的保護還是經常遭到攻擊，損失相當大。女兵Jessica Lynch就是在伊拉克戰爭初期因為車隊遭襲而被俘的。美國人並不是很在乎軍車被打掉，人員的傷亡卻要付出很高的政治代價。2002年某日，國防部的參謀們突發奇想，我們要是有無人駕駛車把軍火運到前線該有多好？但是，這種技術並不存在，對了，我們搞個比賽，設置一個獎金，一定會有人去研發這樣的技術的！不久美國國會撥款100萬美元給國防部高級研究計劃局(Defense Advanced Research Projects Agency 或DARPA)作為獎金舉辦一個無人駕駛汽車的越野比賽。俗話說「重賞之下必有勇夫」，其實這點獎金(後來加碼到200萬)實在不能說是重賞，特別是與問題的困難程度和需要投入的資源相比，美國人會上鉤嗎？

「輕賞」之下有勇夫

2004年國防部高級研究計劃在組織第一次「DARPA大挑戰」(DARPA Grand Chanllege)時，軍方對無人駕駛車的難度並沒有多少認識。這條在加州Barstow和內華達的Primm之間的賽道有142英哩長，大多數是艱難的沙漠地形。比賽要求在10個小時之內完成。軍方聯絡人古龍上校預測，一定會有一個隊贏得比賽的勝利。後來事實證明他是太樂觀了。

響應DARPA呼招而參加比賽的有企業，大學，中學，甚至有個人。但很奇怪的是沒有一個汽車廠家參賽。也許是因為車廠的人懂的太多了，知道這個問題難度太高了- 讓那些不知天高地厚的業餘選手去折騰吧。這些「業餘的」包括伯克利畢業的Anthony Levandowski，他研製的是一輛無人駕駛的兩輪摩托車。在試驗場上他的摩托車像喝醉酒一樣搖搖晃晃地衝出來，既讓人擔心又讓人發笑；還有洛杉磯附近Palos Verdes高中的改裝的Honda Acura。說是高中的隊伍實際上幾位家長在那裡搗鼓，包括一位女教授和她在軍工企業當工程師的老公，大概主要目的是為了孩子升學。

這樣的參賽隊伍能會有啥好結果？果然，多半的隊伍剛開賽就很快結束了。Levandowski的摩托車一出門就哄然倒地；Palos Verdes高中的改裝車連第一個彎都沒轉直接撞上了圍欄。奪標的大熱門，卡內基梅隆大學(CMU)「紅」隊的「沙塵暴」(Sandstorm)，開了7.4英哩之後拐錯了一個彎，最後陷在溝里，輪子空轉卻動彈不得。「沙塵暴」的7英哩是這次參賽的十幾個隊伍中最好的成績了。

有人可能會想，現在不都有衛星定位(GPS)了嗎，怎麼會這麼難？問題是GPS的精度並沒有這麼高(比賽給坐標是每隔72米)，光靠它來駕駛是不夠的。車上要裝有其他攝像，雷達，激光設備來探測周圍的地形和障礙物。軟體再將GPS和各種感測器的信息整合為一體，然後做出合適的操作決定，無論是加速，減速還是轉彎，這當然是件困難的事情。另外，機械可靠性也是各隊的挑戰之一。無人駕駛車在沙漠里行駛應該是比在城市裡行走要簡單一些，因為沒有交通信號，車輛很少，但道路卻更加艱難。比賽中幾乎所有車輛都出現了機械故障，比如剎車鎖住，車軸斷裂，翻車，衛星接收器故障，等等。2004年比賽結束后，悲觀的人甚至預測能在沙漠里開行的無人駕駛車可能永遠也造不出來。

無人駕駛車的顛峰對決

所有史詩般的故事都離不開頂尖的較量，比如，「三英」大戰呂布，大衛死磕哥利亞，比爾·蓋慈對決史蒂夫·喬布斯，等等。無人駕駛車的故事，當然離不開塞巴斯蒂安·史朗 (Sebastian Thrun)和「紅」·惠特克(Red Whittaker)的世紀之戰。

惠特克被人尊稱為場地機器人(Field Robotics)之父，在他之前，機器人局限在試驗室或被釘在工廠的車間里。他在普林斯頓本科畢業後去卡內基梅隆大學攻讀博士。1979年美國發生了三里島核事故，惠特克領導研製的機器人被用於事故現場的勘察。以後一發而不可收拾，他的機器人不斷出現在人類難以達到或生存的地方，比如，切爾諾貝利(Chernobyl)核事故現場，或內華達州的污染地區。當美軍發出無人駕駛汽車的呼招，他的團隊當仁不讓地成為最被人看好的隊伍，畢竟無人駕駛汽車就是一種機器人。當然差別還是有的，惠特克以前的機器人多是遙控的，而無人駕駛汽車卻是完全自主行駛，這對控制軟體有更高的要求。

新一年DARPA大賽迎來了許多新的競爭對手，其中最為引人矚目的是斯坦福大學的「斯坦利」(Stanley)。這個團隊的領軍人物是德國人塞巴斯蒂安·史朗。他的簡歷讀起來像美國夢的最佳註解。史朗的博士學位是在歐洲獲得的。他在成為斯坦福副教授之前在卡內基梅隆大學工作過近十年時間，也就是說他和惠特克以前是同事。兩個團隊的聯繫還不僅如此，斯坦福隊的主要軟體開發者Michael Montemerlo是惠特克的學生。從很多方面來講，兩隊本是同根生，那麼誰又能取勝呢？

卡內基梅隆的惠特克勝在兵多將廣，經費充足。他投入100多人準備2005年大賽，包括研究生和工作人員。為了確保獲勝，惠特克研發了兩輛參賽汽車，老兵「沙塵暴」和新血「高地人」(H1ghlander)，並裝上價值幾十萬美元的設備。斯坦福的史朗的隊伍要小的多，但他則勝在有更新的理念。史朗早就看到無人車獲勝的關鍵在軟體而不是硬體。斯坦福獲得了一輛大眾汽車公司贊助的柴油車，他們並沒有在硬體上修改太多，而是將有限的資源投放在軟體上。「斯坦利」的軟體據有一定的自學習能力，因而更能適應環境。

惠特克和史朗

DARPA大挑戰 (2005)

2005年10月8日像一年大多數日子一樣陽光燦爛。2005年DARPA大挑戰在加州和內華達州交界處的Mojave沙漠舉行，賽程132英哩，無人駕駛汽車必須翻山越嶺穿越三個狹窄的隧道，一百多個急轉彎，最恐怖的是所謂的「啤酒瓶關」(beer bottle pass) – 一段很狹窄彎曲的山路，一邊是200尺的深溝，另一邊是懸崖峭壁。

先出場的是卡內基梅隆的悍馬「高地人」，5分鐘后斯坦福大學的大眾車「斯坦利」衝出大門，在它後面是另一輛卡內基梅隆的賽車「沙塵暴」，這三輛被視為200萬獎金最有力的競爭者。雖然只過了一年，2005年的無人駕駛賽車比上屆好的多，絕大多數賽車都超過了上屆最佳者的7英哩的記錄。但不久很多車輛陸續出現了問題，最後18輛車被迫退出比賽，只有5輛完成了全部賽程。

卡內基梅隆的大熱門「高地人」開始時一直遙遙領先，但在後程卻出現某種機械問題，行駛緩慢，爬坡無力，還會從坡上滑下來。表現穩定的「斯坦利」在後半程超過了「高地人」開始領先。最後，斯坦福的「斯坦利」用了6小時54分時間完成了全部賽程，獲得第一。卡內基梅隆的老兵「沙塵暴」獲得第二，比第一名慢10分鐘。卡內基梅隆出了問題的「高地人」也完成了全程，獲得第三名。另外兩輛完成賽程的車輛Kat-5和TerraMax來自美國的私人企業。

這是一個歷史性的時刻。對比賽的結果有點驚訝的史朗欣喜萬分，但保持著他通常的「酷」，說到：「對我來說，不管是誰贏，我們作為一個社團(community)完成了這一壯舉。」 的確，通過這次比賽，一個以開發無人駕駛汽車為目標的包括發明家、工程師、程序員、開發商在內的社團已經確立。美國無人駕駛汽車的前景一片光明。

行駛中的「斯坦利」

 後來呢？

由於種種原因，美國軍方到目前為止尚未將無人車技術引入後勤運輸中，但無心插柳柳成蔭，「DARPA大挑戰」卻將無人車的潛力充分展示出來，從而引發民間投資的熱潮。先是谷歌，然後是蘋果，特斯拉，優步等公司陸續宣布研發無人車的計劃，最後保守的汽車製造廠也被迫加入了競賽。

塞巴斯蒂安·史朗被谷歌重金挖走，創立了谷歌-X(Google X)，為谷歌研發一些超越時代的產品，比如谷歌眼鏡，谷歌無人駕駛車，還有不久前震驚世界的「阿發狗」(AlphaGo)圍棋軟體，等等。谷歌還把斯坦福大學研究無人駕駛汽車的人員幾乎一網打盡。不但如此，大賽最有價值的遺產，斯坦福無人車10萬行軟體程序估計也落入谷歌手裡。

 「紅」·惠特克帶領的團隊在2007年舉行的「DARPA城市挑戰」獲得第一名。同2005年的挑戰不同，這年的賽場設在城市裡，有交通燈，各種汽車等複雜環境。這次比賽同未來無人車主要面臨的環境更接近。惠特克還在卡內基梅隆當教授，但他的很多學生和同事成為美國無人駕駛工業的中堅力量。

文中提到的那個研發無人駕駛摩托車的Anthony Levandowski也被谷歌挖走。後來離開自創一家無人駕駛卡車公司Otto。今年6月Otto被打車公司優步(Uber)買下，他也成為優步無人駕駛汽車部門的負責人。

從今年8月底開始，匹茲堡市中心的優步用戶在呼招車時可能發現來的是輛VOLVO的越野車- 這是改裝的無人車。有人坐在駕駛座上，但他只有在緊急的情況下才會出手。美國公眾第一次可以坐上無人駕駛車的事件發生在匹茲堡是非常合適，這裡不僅有優步的高級研發中心(Advanced Technologies Center )，更是卡內基梅隆大學的所在地。越過一山又一山，無人駕駛汽車技術又將邁過一個新的里程碑。

白露為霜註：每個人都想知道故事的結尾，但無人車的故事才剛剛開始。有一點可以肯定，這將是改變人類生活方式的重要發明，好戲還在後面呢。

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