机器人交通:自动驾驶汽车

自动驾驶汽车将成为移动机器人首次广泛、高能见度的应用。在过去10年里，自动驾驶汽车的发展取得了惊人的进展。即使是没有机器人功能的新汽车看起来也更像有轮子的电脑。每天都有更多关于自动驾驶汽车的文章发表。[技术也用于移动工业机器人和协作机器人，如机器视觉、接近和力传感器、先进的运动控制、变频驱动器、电机、复杂的编程、云连接、安全和高速网络。]

在自动驾驶汽车时代的黎明，有几个项目证明了目前使用的概念和技术方法。一些备受瞩目的项目包括美国DARPA大挑战赛和城市挑战赛。斯坦福赛车队的初级原型车的继任者成为塞巴斯蒂安·特龙指导下的第一辆自动驾驶谷歌车。该挑战赛的获胜者通用汽车公司随后推出了EN-V原型车，这是一款小型双座自动驾驶汽车，并表示预计将在2017年推出半自动驾驶汽车，以及车对车(v2v)通信。通用汽车表示，将在2016年晚些时候测试全自动驾驶的雪佛兰伏特。

目前的自动驾驶汽车开发人员对未来的机器人汽车发表了大胆的声明。特斯拉汽车公司总裁埃隆·马斯克曾承诺，到2015年，90%的汽车将具备自动驾驶功能。雷诺-日产集团准备在2018年推出机器人汽车。梅赛德斯宣布将在2025年之前完成未来卡车的生产。这种短期乐观情绪可能表明，自动驾驶汽车实际上已经到来。

自动驾驶汽车的要素

这种乐观是有道理的，因为现代汽车通常包括司机的助手，如全球定位系统(GPS)导航系统、巡航控制系统、防抱死制动系统(ABS)和后方停车系统。

高价的日产和奔驰车型都配备了事故预防系统、死区控制、自动车道切换，甚至可以以30公里/小时的速度自动驾驶，这些都是向全自动汽车迈进的步骤。即使一辆汽车能自己停车，在你家门口接你，或者在交通中以蜗牛速度安全行驶，这也是朝着全自动机器人汽车迈进的重大进步。

参加这场比赛的人数清楚地表明，机器人车辆技术正在迅速发展。其中包括“传统”汽车制造商(德国大众、奔驰、宝马、日本日产、丰田、斯巴鲁和瑞典沃尔沃)、美国电动汽车制造商特斯拉汽车、谷歌和其他公司，以及初创企业。几家俄罗斯公司也在邻近的市场。VIST采矿技术有限责任公司自动化矿山自卸卡车，RoboCV自动化仓储机械。

机器人改造

当大型汽车制造商正在开发无人驾驶汽车品牌时，其他参与者正在进行“改造”，重点是开发导航技术和其他将普通汽车变成自动驾驶汽车的技术。赌注很高，因为没有人愿意把机器人汽车的霸主地位拱手让给竞争对手。谷歌在今年春天展示了它的“原始”原型，也许是为了吸引与汽车巨头的合作。[谷歌和通用汽车在2014年进行了合作。]

兴趣不仅限于轻型车辆。在讨论无人驾驶汽车测试的规定时，加州交通部将摩托车、重型卡车和公共汽车列入了名单。商业运输占有最大的经济利益。常规的农村路线、连续的工作量和高速公路驾驶比城市驾驶更简单。常规路线的无人列车和自动城际巴士可能比路线和障碍变化很大的城市机器人出租车更容易。

2015年10月，第一届f1俄罗斯大奖赛在索契举行，奥迪RS-7概念车在德国霍根海姆赛道上创下了240公里/小时的无人驾驶世界纪录。赛车变成了工程队之间的比赛，如果能亲眼目睹人类赛车冠军和机器人汽车之间的比赛，那将是非常有趣的。经过跟踪验证的技术能否迅速应用到大城市中变化越来越大的环境中?这个问题仍然存在。

机器人汽车的动机

为什么会有人需要一辆无人驾驶的交通工具呢?主要是为了1)摆脱日常活动，2)增加安全性，3)优化交通流量。我们仍然需要在陆地上转移自己和货物，所以我们继续在运输上花费大量的时间和精力。谁不想在车里高效地工作，而不是花时间在方向盘后面，尤其是在生活节奏加快的时候?在安全的机器人门到门运输过程中，可以选择阅读报纸[或控制工程在线或印刷]，完成一场演示，一边使用笔记本电脑一边安全地打一个商务电话，或者打盹。目前，这些奢侈品是为那些负担得起私人司机的人准备的。

出租车司机、公共汽车司机和卡车司机都值得一提。机器人车辆可能会试图取代这些专业人员。我认为，在驾驶公共汽车或卡车、重新获得控制权或在危险情况下进行干预时，仍会有人随时待命，就像商业飞机飞行员和铁路工程师(以及一些负责高度控制流程的工厂操作员)一样。与此同时，配备可靠自动驾驶系统的汽车将开始行驶在常规路线上，或许更多的是农村路线。

另一方面，不是每个人都是好司机。车祸中死亡或受伤人数的统计数字看起来比战场上的情况报告更可怕。当技术达到所需水平时，机器人汽车将比没有经验的、好斗的或醉酒的司机安全得多，尽管一些专家不同意这一点。

一个自律的自动驾驶汽车永远不会超过限速，保持正确的距离，并小心走过人行横道。一些违章停车爱好者或违反“禁止入内”标志的人可能会认为机器人司机很乏味，但汽车人已经足够聪明，可以以降低风险的方式违反法律。谷歌自动驾驶汽车可以超过16公里/小时的速度限制，以适应交通流的速度(这是由俄罗斯计算机工程师德米特里·多尔戈夫(Dmitri Dolgov)提出的选择)。谁会得到这张票?］

未来自动驾驶汽车的最大优势之一是让无法行动的人拥有更大的机动性。

道路流优化是自动驾驶汽车发展的第三个目标。许多大都市地区的道路都超载了。正如一些专家预测的那样，自动驾驶汽车将彻底改变私人交通。就像优步服务正在提高车辆利用率一样，当自动驾驶汽车进入市场时，每个人都拥有一辆车的需求将会减少。拼车是一种成本更低、每次使用的选择，它将减少道路上的车辆数量(可能类似于大型工业公司购买服务模式中的功能，而不是购买需要维护的未充分利用的资产)。

机器人的通信

自动驾驶汽车将预先计算交通堵塞和道路施工的路线，并与附近的汽车和红绿灯通信，以优化吞吐量并提高安全性。机器人汽车将采用反馈方法，采用分布式和集中控制的元素。

在交通高峰时段或某些车辆(如救护车或消防队员)可以优先使用。这些概念在GPS导航软件中已经很常见，可以帮助缩短当前的道路交通。

技术、经济、法律

尽管取得了成功，但技术、经济和法律方面的挑战依然存在。

虽然谷歌自动驾驶汽车通过了测试，成为第一辆拥有证书的自动驾驶汽车，但支持参与基础设施是一个问题。测试是在一个明确的区域进行的，因此公司提前准备了详细的区域地图。为自动驾驶汽车的广泛使用维护可持续的当前路线图仍然是一个未解决的巨大挑战。街景对于自动驾驶汽车来说是不够的。机器人车辆需要各种类型的信息，如道路标志、道路标记和交通灯、道路状况和道路施工，这些信息需要定期更新。另一方面，汽车人对道路标志或标志的依赖已经降低到最低限度。

谷歌并不是唯一一家为自动驾驶汽车开发地图的公司。宝马汽车制造商最近与百度搜索引擎合作，在亚洲市场进行了演示。

其次，试验在白天进行，天气晴朗，能见度好。现代导航技术手段，如雷达、激光雷达、相机和GPS系统，在极端条件下，如大雪或大雨、大雾、刺眼的阳光或非常狭窄的街道，显示出意想不到的性能。另一个问题是这些传感器的价格，这使得自动驾驶汽车比有人类司机的汽车贵得多。

大多数人认为，只有当道路上有大多数自动驾驶汽车时，自动驾驶汽车才会变得可行。普通汽车、难以捉摸的司机和乱穿马路的行人增加了复杂性。测试表明，机器人车辆已经顺利通过了十字路口和人行横道。v2v通信可以极大地提高交通流效率。与工业通信一样，自动驾驶汽车应该使用相同的语言进行通信，但目前还没有制定标准。

自动驾驶汽车制造商面临着在哪里测试汽车的问题。一些公司使用旧的军事基地，一些公司建造测试区域，还有一些公司在现实环境中测试机器人汽车。

美国和英国在管理自动驾驶汽车的规则方面正在取得进展。西方政府积极支持这些倡议，相应的委员会提出立法并通过必要的法律。还有几个关键节点。具体来说，该公司只测试了一辆自动驾驶汽车，然后就可以合法地声称，拥有相同系统的所有自动驾驶汽车都通过了测试。

一个悬而未决的问题是，当发生车祸时，到底是谁的错?是司机没有及时干预的错，还是工程师的错，因为没有开发出必要的规避算法;或者是技术人员的错误造成了网络连接错误?也许机器人是导致崩溃的原因(也许是在两个不可避免的坏选项中选择了风险较低的选项)?

那么经济障碍呢?《经济学人》他认为，自动驾驶汽车的广泛使用可能会受到抑制，因为人们认为它会对劳动力产生负面影响。

有些人害怕机器人

最后，有些人可能会出于恐惧而避开机器人汽车，尽管对自动驾驶汽车可能会有一些负面反应。恐惧可能包括“机器的崛起”，失去隐私，因为人们可能会感到被老大哥监视，或者感觉自己会成为事物的人质(被锁在自动驾驶汽车里)。虽然这看起来像是偏执，但技术正在成为我们日常生活中更大的一部分，特别是，也许，当操纵超越信息到物质对象时。

不难想象，跟踪和系统化自动驾驶汽车的动作会更容易。收集的信息将如何使用取决于谁获得信息，相关法律[和连接系统的网络安全]。

如果乘客将“购物中心”或“餐厅”作为目的地，而不是常规坐标，由汽车决定去哪里，会怎样?这对乘客来说很方便，对广告商来说也很有利。也许这就是谷歌率先开发自动驾驶汽车的原因。

有了邪恶的动机，成功的黑客可以把机器人汽车变成武器(就像任何大到足以造成破坏的机器人一样)。

2015年10月，随着Android开发人员、机器人工程部门负责人安迪·鲁宾(Andy Rubin)离职，谷歌的最高管理层发生了变动。谷歌母公司Alphabet Inc.的首席执行官拉里·佩奇解释说，这些变化是为了专注于谷歌自动驾驶汽车等项目开发。

随着时间的推移，我们将看到这一切的走向(谁在驾驶，以及工业自动化和工业移动机器人使用和可以采用哪些技术)。

谢尔盖·科留宾(Сергей Колюбин)他是KB ITMO大学的学生机器人负责人，他写了这篇题为《汽车人》(Автоботы)的文章控制工程俄罗斯；它是由内容经理马克·霍斯克为北美版编辑的，控制工程， CFE传媒，mhoske@cfemedia.com．

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通用汽车自动驾驶汽车开发环节。

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