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2017年9月19日星期二

竟搬出人工智能,Audi AI打的什麼算盤?

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以後也許人們又多了不少在車裏呆著的理由,比如交流感情。
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隨著奧迪新A8的發布,一同出現的還有一個更富科技感的新名字——Audi AI。AI,Artificial Intelligence,也就是我們說的人工智能。無論智能化的未來怎樣發展,人工智能都是所有人在嚐試和研究的課題。然而似乎誰也不敢說在這個弱人工智能的時代說自己已經取得了多麼大的成就,更何況是直接把AI放進名字中。



這不僅僅是一個駕駛輔助係統


在2009年的時候,一輛具有自動駕駛功能的奧迪TTS在美國猶他州的鹽湖進行了具有象征意義的測試。而一年之後,一輛無人駕駛的奧迪TT完成了對美國科羅拉多州派克山峰的翻越。2013年,奧迪率先拿到了全世界第一張合法在美國加州和內華達州進行自動駕駛測試的牌照。2015年,自動駕駛版本的奧迪A7完成了從美國斯坦福到拉斯維加斯900公裏的路程,之後2015年的5月,奧迪還在上海完成了城市道路自動駕駛的測試。



而此次新A8的智能化,無疑是它最為核心的技術亮點,而且公布了一個全新的名字Audi AI。據介紹,通過新A8車內的Audi AI按鍵激活自動駕駛功能之後,新A8可以實現60km/h以下在擁堵路況中的自動駕駛。與目前其它品牌使用的L2級自動駕駛最大的區別在於,此時駕駛員完全可以從方向盤上解放雙手,把注意力轉移到其它方麵而不需要繼續觀察路況(符合SAE對L3的定義)。


從名字也可以看出,奧迪不僅僅是推出了一套L3級別的駕駛輔助係統,在這背後,更多人工智能技術將會被應用到奧迪的自動駕駛藍圖中。奧迪將會通過對過去多年來在概念車以及量產車上積累的自動駕駛技術經驗,在電子化和智能化上進一步研發,旨在打造一種全新的人機交互形式,可以讓駕駛員和乘客可以與汽車進行更加簡潔直接的互動。



像之前提到的擁堵路況下的自動駕駛(Traffic Jam Pilot)僅僅是Audi AI整個生態的開始。可以肯定的是,駕駛員肯定可以逐漸放下方向盤解放出雙手,並與外接有更完全的互聯。在係統接管車輛之後,駕駛員將會有更多的時間和精力做其他事情。


所以,Audi AI係統被設計為具有學習和思考的能力,而且積極主動並擁有自己的個性。它可以使車輛持續地與周圍的環境以及其他交通參與者交流,從而使車輛更加符合車主對於駕駛和通勤的需求。在整個過程中,Audi AI會在整個交互係統開發和使用中,運用更多包括機器學習在內的人工智能技術。



節省時間、提高效率、個性定製


當今的智能汽車大概發展到哪一步了呢?超聲波雷達、激光雷達、攝像頭係統、高性能處理器、高速網絡連接、手機互聯等等,而駕駛輔助係統也在近幾年有了長足的發展,像主動車道保持、自適應巡航、碰撞晉級預警等都為駕駛提供了更安全、舒適和有效的體驗。而這些功能和技術也都已經統統在新A8上配備。



尤其是現在的信息娛樂係統,在更強大的硬件支持和更快速的網絡連接下,可以在行程中傳輸大量的數據,從而實現越來越多的功能。同時,車載信息交流的整合也在進一步進化。人們在車上可以更自由地選擇和支配時間,比如車內也可以辦公、參加一場視頻會議。


不過,奧迪認為未來的汽車並不僅僅隻是在車內為人們節省時間、增加舒適的,他們推出了一個叫做"Audi AI Zones"的概念。當你在特定區域(Handover Zone)停下車之後,車輛會自己駕駛到指定的停車樓,尋找停車位停車。而且停車樓內設施齊全,洗車、拿包裹、加油、充電樁一應俱全,Audi AI統統可以自行進行這些項目。在指定時間,車輛又可以重新回到Handover Zone,車主可以通過手機APP隨時查看並控製車輛當前的狀態。




另外,奧迪提出了一項叫做"25th HOUR"的項目。現在平均每個車主每天都要在通勤的路途上花費50分鍾,而奧迪旨在通過自動駕駛來為車主解放出這額外的一個小時,可以更好地管理時間,這也是為什麼叫做"第25個小時"的原因。


而除了駕駛層麵,還加入了更多個性化設定。目前奧迪正在與夫琅和費工業工程研究院(Fraunhofer Institute for Industrial Engineering, IAO)合作研究數字信號、光線氛圍以及聽覺刺激如何影響人體的生理狀態,比如壓力狀態和專注度。通過相關的研究成果,奧迪將會將其應用到內飾和人機交互的設計當中,根據車上駕駛員和乘客的身體狀態進行相應調節。比如"Audi Fit Driver"就可以實時監測駕駛員的健康狀況,Personal Intelligent Assistant (PIA) 可以根據根據數據和算法,獨立調整與駕駛員或乘客的交流互動方式。


zFAS將運用更多機器學習技術


整個Audi AI關於自動駕駛最核心的部分是中央駕駛輔助控製係統zFAS,也就是控製整個係統的大腦,它的量產版已經搭載在了奧迪新A8上。


目前,大部分的駕駛輔助係統仍然是通過管理各個獨立的控製單元工作,而奧迪將率先將所有的這些功能整合到一個統一的核心域架構。因此,各個功能的組合、需要的傳感器、電子元器件、軟件架構都可以在模塊化的一個中央係統內管理。



zFAS大約有一個平板那麼大小的體積,除了更加緊湊的包裝結構,還擁有非常快的運算速度。它集成了許多供應商的高性能芯片,包括英偉達Tegra K1、英飛淩Aurix、Altera的Cyclon V,以及Mobileye的EyeQ3處理器。而在軟件層麵的算法上,近些年來人工神經網絡以及深度學習都取得了很大的進步,奧迪在Audi AI上加入了更多機器學習的技術,來進一步向人工智能進發。


通過數學和統計上的理論基礎,它的係統算法會在複雜的路況下獨立找到駕駛模式和規則,並據此做出各種判斷和選擇,比如采用機器學習中監督式學習和深度強化學習的方法。最終隨著不斷地訓練和進化,會逐漸表現出與人類駕駛行為越來越相近的表現。奧迪也在積極地與最頂尖的軟件技術公司和學術機構合作。



在新A8上,奧迪就在目標識別以及圖像處理上使用了監督式學習和深度學習以及神經網絡的訓練方法。係統可以識別出的目標範圍更廣,而且更重要的是加入了對空閑空間的識別,不僅僅可以知道哪裏有障礙物,也知道哪裏可以放心行駛,這也是這次Traffic Jam Pilot 與其它係統最大的不同之一。目前,除了已經在新A8上量產的係統,zFAS目前還在Q2深度學習概念車和Q7深度學習概念車上進行測試。



在未來,車跟人一樣會有感情


我們之前已經見過奧迪的自動駕駛A7 Jack了,現在它又多了兩個後輩,Klara和Bonnie。似乎奧迪就是喜歡為測試車取名字,這其實已經非常擬人化了,而擬人化也恰恰是人工智能的要義。隻有當人們與擬人後的汽車建立了信任和情感,才能真正地信任汽車,也就是所謂的移情作用(Empathy)遊戲化(Gamification)。Klara和Bonnie概念車都是基於奧迪A1打造,不過Klara更加注重"外表"而Bonnie更在乎"內在"。


最容易與汽車建立起相互信任的方法就是製造移情作用,當一個人靠近一輛車,會感覺車輛同樣會注意到他,並對他的行為作出回應。Klara在車身覆蓋件下設置了39個電動調節馬達,所以Klara的車身可以神奇地微微膨脹或縮小,就像呼吸一樣。而且通過一係列傳感器,Klara可以對周圍的環境做出反應。比如當有人接近車輛時,它覺得是友善的,就會通過閃爍燈光來顯示友好;反之,Klara還能通過"咆哮"來表達不滿。