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科技之巅 2

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Self-Driving Trucks 自动驾驶货车

书籍名:《科技之巅 2》    作者:麻省理工科技评论



未来,自动驾驶货车将在高速上与其他车辆并驾齐驱,美国170万名货车司机又将何去何从?

撰文:大卫·H·弗里德姆(David  H.Freedman)、许可

突破技术

可以在高速公路上自动驾驶的长途货车。

重要意义

这项技术的发展将帮助货车司机更高效地完成运输任务。但这一岗位的薪酬可能会因此下降,货车司机最终也将失业。

技术成熟期

5~10年

主要研究者

-Otto

-沃尔沃

-戴姆勒(Daimler  AG)

-皮特比尔特(Peterbilt)

-百度

未来,自动驾驶货车将在高速上与其他车辆并驾齐驱。那么,美国的170万名货车司机将何去何从?

近年来,自动驾驶货车产业得到了迅猛发展。使用这种货车运送物资安全、节能,并能节省很多司机成本,有望在未来彻底颠覆传统运输产业。但技术往往是一把双刃剑:这一技术的发展将会带来一系列道德和伦理上的问题,政府和公众也因此对该技术保持警惕。

只要按一下方向盘右方的红色按钮,驾驶权就会立即回到司机手中

自动驾驶模式开启后,货车只能在道路的最右道行驶。这时,司机可以到驾驶室的后排休息

在美国的得克萨斯州,货车司机欧曼·马格里耶夫(Oman  Mugriyev)正驾驶着18轮长途大货车在双向高速公路上平稳行驶。这时,对面的一辆汽车不知为何驶入了他所在的车道,朝他冲了过来。马格里耶夫的右边是沟,左边行驶着很多车辆,无法躲闪的他只得紧急刹车并连续按喇叭。这位司机事后回忆道:“开车教练曾经对我说,开车的第一要素就是不要伤到他人。”

遗憾的是,这辆偏离正轨的汽车最终还是和货车的前部相撞了——货车的前轴彻底损坏,汽车紧紧地卡在了货车上,马格里耶夫最终费了九牛二虎之力才将失控的货车稳住。这时候马格里耶夫发现,汽车上的司机已经丧生了。这场事故不禁让我们想到,比起人,自动驾驶汽车能在危机关头做出更好的选择吗?还是说,会出现更糟糕的情况?如今,已经有好几家公司正在测试自动驾驶货车,在未来的几年内我们有望找到问题的答案。

尽管还有很多技术难题没有解决,但支持者认为自动驾驶货车更安全、成本更低廉。“自动驾驶货车常常比我自己的开车技术要好。”从业40年的货车司机格雷格·墨菲(Greg  Murphy)说。他现在是自动驾驶公司Otto的备用司机,在对自动驾驶货车的测试中,他负责在车辆出错时予以纠正。

乍一看,自动驾驶货车所面临的机遇和挑战与一般的自动驾驶汽车没有什么不同,然而事实远非如此——货车不仅仅是“加长版”的汽车这么简单。使用自动驾驶货车在经济上的合理性可能更甚于普通的自动驾驶汽车。

这是货车司机欧曼·马格里耶夫,

他对自动驾驶货车在危险关头能否应对自如还有很多疑问

长途老司机格雷格·墨菲,

他负责在测试中监控Otto货车自动驾驶的情况

2014年,初创公司Peloton  Technology的一次测试便证明了这一点。在这次测试中,该公司研发的自动驾驶系统被装载在两辆货车上,前一辆货车的司机正常驾驶,后一辆货车在有些时段会由计算机操控,司机不必时刻担负开车的任务。两辆车一个在前一个在后,保持着10米的安全距离,只要前车司机踩了刹车,后车也会立即制动以避免撞车。这种将货车组成“队列”的方法可以减少货车承受的风阻,由此达到节油的目的。据悉,前车、后车减少的用油量分别为4.5%和10%,一年下来能节省约10万美元的油费。该技术成熟以后,将更多的货车组成队列会帮货运公司进一步削减成本。该公司称,这套系统会为司机提供更多的路面信息,而且雷达可以在危急关头自动启动刹车——这无疑将提升货车的安全性。

Otto声称自己并不打算用自动驾驶系统完全取代司机——至少在接下来的10年内这都不可能实现

除Peloton  Technology外,欧洲的一个SARTRE  (Safe  Road  Trains  for  the  Environment,  汽车公路自动安全列队驾驶)项目从2009年就开始探索“货车队列”技术;日本政府出资的Energy  ITS计划也于2007年起开始研究半自动和全自动的“三辆货车队列”;此外,美国的PATH计划也正在测试这项技术的可能性。

总的来说,这种让自动驾驶货车组成队列在高速公路上互相协作,从而在长途运输中减少风阻和节省汽油的方法已经有了多年发展,旨在帮助司机更快、更安全、更节能地完成运输任务。

然而,自动驾驶货车要比自动驾驶汽车面临更大的技术难题:研发此类自动驾驶系统的公司需要证明自动驾驶货车可以借助传感器和代码达到一位专业货车司机的水平,在路障频频出现、路面坑坑洼洼和遇到不遵守规则的车辆时都能应对自如,而自动驾驶货车能够达到这样的水平吗?

行业领头人Otto

研究自动驾驶系统的Otto公司总部,位于旧金山南市,该区的其他科技初创公司都已经对办公室进行了很大的改造,但Otto只是把一个家具仓库改造成了一个车库和机械制造厂,改装的货车零件到处都是,修理工具和计算机毫不违和地摆放在一起。Otto年轻干练的产品经理艾瑞克·博迪尼斯(Eric  Berdinis)骄傲地说:“我们不追求‘高大上’的办公室。”

接着,博迪尼斯向我们展示了该公司最新一代的传感器和处理器阵列,这些硬件已经被安装在沃尔沃半挂式卡车上。在过去一年的测试中,  Otto生产的硬件被安装在货车外部,给货车的外观“大大减分”,但新一代的传感器和处理器阵列被安装在车内,很自然地和驾驶室融为一体。全套设备包括4个面向前方的摄像机、雷达和1个加速度传感器(博迪尼斯说这种加速度传感器的质量已经达到了政府允许的最接近导弹标准的程度)。

Otto的关键技术是一种激光雷达系统,该系统使用脉冲激光器来记录货车周围环境的详细数据。Otto从第三方购买激光雷达,成本在10万美元左右。但是该公司已经成立了一个团队,旨在制造Otto自己的激光雷达,并将成本控制在1万美元以内。

驾驶室内有一个液冷式的定制微型超级计算机,大小跟面包箱差不多。“这是在相同体积里计算量最大的计算机。”博迪尼斯说。这台计算机将会处理来自传感器的海量数据,然后通过制导算法,根据货车的载货量调整刹车和转向指令。这个硬件系统的最后一环是利用电子线控技术,将计算机输出的指令转化为货车的机械动作。这一环的执行借助了机电作动器,它们被安装在货车的转向、节流和刹车设备上。驾驶室内还有两个红色按钮——Otto将它们称为“大红钮”——只要一按,自动驾驶功能就会被关闭。不过,即使没有这个关闭功能,只要司机在驾驶席稍微转一下方向盘,或者重重地踩一下刹车,货车就会“乖乖照做”。

Otto于2016年创立,安东尼·莱万多夫斯基(Anthony  Levandowski)和利奥尔·罗恩(Lior  Ron)是4位创始人中的两位。前者曾为谷歌的自动驾驶汽车团队效力,后者曾是谷歌地图的负责人。截至目前,谷歌自动驾驶汽车已经在美国多个州行驶了超过200万英里(约3218688千米)。对莱万多夫斯基和罗恩来说,借助在谷歌工作时积累的大量经验,创立一家自动驾驶公司是很自然的一件事。实际上,沃尔沃、戴勒姆和皮特比尔特都在研发自己的自动驾驶货车技术。

2016年,Otto的自动驾驶货车成功地完成了运输百威啤酒的任务



对自动驾驶技术感兴趣的不仅仅是货运公司,  Uber这家打车公司也在2016年8月收购了Otto(据报道收购价高达6.8亿美元)。博迪尼斯说,收购以后,Otto团队可以和Uber的500多位工程师合作,共同研发自动驾驶技术。莱万多夫斯基如今成了Uber该技术研发团队的负责人,他表示Uber的目标是创建一个强大的自动运输交通网,让人和货物在多地之间的交通更加方便、安全且成本更低。

比起福特、宝马和Alphabet专注于研发自动驾驶汽车的做法,Otto认为大力投资在高速公路上行驶的长途运输货车更为明智——这项技术能更早实现商业化。与城市道路相比,高速公司上没有十字路口或人行横道,这意味着自动驾驶系统不用做太多驾驶上的选择。此外,绘制3D地图的难度也大大下降了——毕竟,高速公路比城市道路的路况要简单得多。

主攻自动驾驶货车的另一个好处是,设计人员的压力大大减轻了。为汽车设计自动驾驶系统时,设计人员常常需要考虑缩小传感器和计算设备的体积,以免过于影响车身的美观。而且他们还得尽量压缩设备的成本,毕竟汽车本身的价格就不高,如果设备价格过高,就很难说服用户购买。然而,设计自动驾驶货车就没这么多顾虑——货车本身的体积就大、价格也高,设备再大一点、价格再贵一点也无可厚非。

目前,Otto的自动驾驶技术只在7辆长途运输货车上得到了应用,但该公司愿意免费为更多的货车主提供硬件,让他们进行自动驾驶测试,亲身感受这项新技术的神奇。博迪尼斯说,Otto正在努力降低技术成本,让客户仅花3万美元就能用上他们提供的硬件,这样一来,客户在1~2年就能收回成本。“未来,我们希望政府规定让所有货车都使用自动驾驶技术,货车制造商在设计时也要将这项技术考虑在内。”博迪尼斯说,“新一代货车的开发周期一般在8年左右,不过我们不会让用户等那么久。”

货车司机的工资会变少吗?

2016年10月,一辆装载了Otto设备的自动驾驶货车将2000箱百威啤酒从科罗拉多州的科林斯堡(Fort  Collins)运到了科罗拉多泉(Colorado  Springs),全程行驶了200千米。而自始至终,车上唯一的真人司机都在驾驶室后排坐着,一刻也没有碰过方向盘。

此图片由Otto公司提供

这是自动驾驶货车第一次完成商用运输任务——这个里程碑事件无疑向世人证明了这项技术的巨大潜力,但同时人们也意识到了它的局限性。首先,这项技术还无法让货车在狭窄的田间土路和城市道路上自动行驶:上高速公路前,驾驶权会在货车司机的手里,直到货车已经行驶在高速公路上才能切换为自动驾驶模式;此外,货车下高速公路时自动驾驶系统会停止,将驾驶权交还给司机。在测试过程中,  Otto还派了一辆车为货车保驾护航。和货车一样,这辆车也位于最右边的车道上,它一直行驶在货车的前面,以防止其他车辆变道来到货车的前方,阻碍货车的行驶。此外,几名Otto员工和科罗拉多州巡逻队队员也坐在附近的其他几辆车里,随时监控货车的驾驶情况。

在Otto的其他几次测试中,都有一位像格雷格·墨菲(Greg  Murphy)一样的职业货车司机在驾驶席上待命,即使货车已经行驶在高速公路上,他们也随时准备着拿回对货车的控制权,在关键时刻避免事故的发生。此外,副驾驶席上还会坐一位Otto的员工,他会在路面有垃圾或施工的路段按下“大红钮”以结束自动驾驶模式。“我会把手一直放在方向盘上,而且我得全神贯注,随时准备接下开车的任务。”墨菲说,“这比我平时开车还累。”(Otto曾邀请《麻省理工科技评论》的记者坐一次自动驾驶货车,亲身体验这项技术。但预约时间快到的时候,他们却告诉记者:员工把预约时间记错了,当时所有的货车都有另外的任务。这次爽约可能是因为那天早上的瓢泼大雨——这种恶劣天气会扰乱自动驾驶系统——但Otto坚持称是记者想多了。)

实际上,Otto并不打算用自动驾驶系统完全取代司机,驾驶室里还是要有一位司机存在。博迪尼斯说:“要研发出完全不需要人的自动驾驶货车至少还要10年。但Otto旨在为货车司机减负,让他们在行驶时能够放松一点,做做别的事情,甚至打个盹。”而这体现了自动驾驶货车在节约成本上的优势:法律规定,司机一天最多驾驶11小时,一周则是60小时。考虑到一辆新货车15万美元的成本,以及在运输物资的过程中司机停下来休息的时间成本,能够24小时工作的自动驾驶货车无疑将极大地削减运输成本。

此外,使用自动驾驶货车还会在其他方面降低成本。美国的高速路总长为23万英里(约370149千米),在货车长途运输中,油费占了大约1/3的成本。尽管有些司机是节油的高手,他们懂得如何用最少的油跑最远的距离,但还有很多司机习惯于重踩刹车,并不把节油放在心上(博迪尼斯说,最优秀的司机要比最糟糕的司机节油30%)。Otto的设备旨在解决这个问题——受程序控制的设备会帮助货车保持在最佳的速度和加速度下行驶,以达到节油的目的。

除此之外,自动驾驶货车可能会减少交通事故的发生。在美国,货车、巴士车祸每年会夺走4000人的生命,而约1/7的货车死伤事故都与司机疲劳驾驶有关。此外,超过90%的事故都和司机的失误脱不了干系。诚然,我们还不知道自动驾驶会在多大程度上避免失误的发生——而且自动驾驶也可能会带来其他的问题——但自动驾驶测试已经证明了这项技术可以降低失误的发生率。

只要自动驾驶货车还需要真正的司机坐在车上,司机这个岗位就不会消失。从某种意义上来说,做这份平均年薪在4万美元左右的工作可能会变得更轻松。上述那位在得克萨斯州遭遇车祸(不过后来警方判定他并不是过错方)的司机马格里耶夫曾表示:“像现在这样一天开11小时的车压力太大了,我感觉自己身心俱疲。”博迪尼斯补充道,除了可以在驾驶室里小憩和休息、把驾驶的任务交给自动驾驶系统外,司机还能趁着这段空闲时间处理文书工作,寻找回程时的新运输任务、与家人朋友聊天或者学一门新手艺。“司机在做这些事情的同时,还能拿到货车司机的工资。”他说。

这样一来,企业招聘和训练货车司机的压力也能得到减轻(货车司机在美国和欧洲大量稀缺)。据美国货车协会调查,美国目前缺少近5万名货车司机,而且在未来的8年内这个数字还将飙升至90万。沃尔沃货车的产品安全负责人卡尔·约翰·阿尔姆奎斯特(Carl  Johan  Almqvist)曾透露:“一些客户甚至对我们说,如果我们能提供司机,他们愿意从我们这儿买10辆货车。”

自动驾驶货车的其中一个拥护者是俄亥俄州政府,他们意识到这种技术将会让货运公司和司机都大大受益。俄亥俄州可谓是货车司机的大本营——有7万名司机都来自该州。俄亥俄州政府斥资1500万美元在哥伦布市建造了自动驾驶货车的测试道——一条35英里(约56.33千米)的高速公路。美国货车协会和俄亥俄货车协会都曾公开表示,自动驾驶货车会让货车司机受益。

这项技术不仅能让货车司机这个岗位变得更吸引人(因为工作量大大下降了),也能让货运公司在司机没空时指示计算机接下开车的任务。不过,如果自动驾驶被广泛接受,社会普遍认可“以机器代替司机”这种模式,那还有必要继续雇佣司机吗?毕竟,雇佣司机的成本占了货车运输总成本的1/3。

在可预见的未来,即使司机仍然在驾驶室里有一席之地,他们是否能拿到和现在同等的薪酬也是个未知数。如果司机仅仅是在驾驶室里待着而没有开车,那么公司应该支付他们多少薪酬呢?截至目前,还没有任何法律法规说这种“轻松”的工作方式也应获得报酬。更重要的是,让货车24小时连续工作会帮助货运公司节省很多成本,于是它们可以收取更低的费用以获取更多的客户。这样一来,司机的薪酬也可能会跟着下降。马格里耶夫对此表示了自己的担忧:“如果运输费用因这项技术的发展而减少了,货运公司就有底气对司机说:‘既然你的工作量减轻了,我们也就不用支付你那么高的薪酬了。’”