卡内基梅隆的故事：无人驾驶车的兴起

你想知道为什么美国体育这么强大吗？这当然是同美国经济强盛，科技发达，人种齐全有关，但还有一个原因：美国人天生争强好胜。比如，你看见一群老美，走过去说：我比你强，不信咱们赌一箱啤酒。不管这里“强”是指跑步、扛麻包还是俯卧撑，我敢保证有人跟你比。这种强烈的求胜欲和竞争性，如果运用得当，可以成为社会发展的重要动力。

2001年，作为对9/11袭击的回应，美国入侵阿富汗，后来不久又在伊拉克开打。虽然美军在战场上站尽优势，战线拉的太长的问题也暴露出来 - 需要穿越艰难的沙漠土路运送大量弹药物资到前线。美军的辎重车队有装甲车、直升机的保护还是经常遭到攻击，损失相当大。女兵Jessica Lynch就是在伊拉克战争初期因为车队遭袭而被俘的。美国人并不是很在乎军车被打掉，人员的伤亡却要付出很高的政治代价。2002年某日，国防部的参谋们突发奇想，我们要是有无人驾驶车把军火运到前线该有多好？但是，这种技术并不存在，对了，我们搞个比赛，设置一个奖金，一定会有人去研发这样的技术的！不久美国国会拨款100万美元给国防部高级研究计划局(Defense Advanced Research Projects Agency 或DARPA)作为奖金举办一个无人驾驶汽车的越野比赛。俗话说“重赏之下必有勇夫”，其实这点奖金(后来加码到200万)实在不能说是重赏，特别是与问题的困难程度和需要投入的资源相比，美国人会上钩吗？

“轻赏”之下有勇夫

2004年国防部高级研究计划在组织第一次“DARPA大挑战”(DARPA Grand Chanllege)时，军方对无人驾驶车的难度并没有多少认识。这条在加州Barstow和内华达的Primm之间的赛道有142英哩长，大多数是艰难的沙漠地形。比赛要求在10个小时之内完成。军方联络人古龙上校预测，一定会有一个队赢得比赛的胜利。后来事实证明他是太乐观了。

响应DARPA呼招而参加比赛的有企业，大学，中学，甚至有个人。但很奇怪的是没有一个汽车厂家参赛。也许是因为车厂的人懂的太多了，知道这个问题难度太高了- 让那些不知天高地厚的业余选手去折腾吧。这些“业余的”包括伯克利毕业的Anthony Levandowski，他研制的是一辆无人驾驶的两轮摩托车。在试验场上他的摩托车像喝醉酒一样摇摇晃晃地冲出来，既让人担心又让人发笑；还有洛杉矶附近Palos Verdes高中的改装的Honda Acura。说是高中的队伍实际上几位家长在那里捣鼓，包括一位女教授和她在军工企业当工程师的老公，大概主要目的是为了孩子升学。

这样的参赛队伍能会有啥好结果？果然，多半的队伍刚开赛就很快结束了。Levandowski的摩托车一出门就哄然倒地；Palos Verdes高中的改装车连第一个弯都没转直接撞上了围栏。夺标的大热门，卡内基梅隆大学(CMU)“红”队的“沙尘暴”(Sandstorm)，开了7.4英哩之后拐错了一个弯，最后陷在沟里，轮子空转却动弹不得。“沙尘暴”的7英哩是这次参赛的十几个队伍中最好的成绩了。

有人可能会想，现在不都有卫星定位(GPS)了吗，怎么会这么难？问题是GPS的精度并没有这么高(比赛给坐标是每隔72米)，光靠它来驾驶是不够的。车上要装有其他摄像，雷达，激光设备来探测周围的地形和障碍物。软件再将GPS和各种传感器的信息整合为一体，然后做出合适的操作决定，无论是加速，减速还是转弯，这当然是件困难的事情。另外，机械可靠性也是各队的挑战之一。无人驾驶车在沙漠里行驶应该是比在城市里行走要简单一些，因为没有交通信号，车辆很少，但道路却更加艰难。比赛中几乎所有车辆都出现了机械故障，比如刹车锁住，车轴断裂，翻车，卫星接收器故障，等等。2004年比赛结束后，悲观的人甚至预测能在沙漠里开行的无人驾驶车可能永远也造不出来。

无人驾驶车的颠峰对决

所有史诗般的故事都离不开顶尖的较量，比如，“三英”大战吕布，大卫死磕哥利亚，比尔·盖慈对决史蒂夫·乔布斯，等等。无人驾驶车的故事，当然离不开塞巴斯蒂安·史朗 (Sebastian Thrun)和“红”·惠特克(Red Whittaker)的世纪之战。

惠特克被人尊称为场地机器人(Field Robotics)之父，在他之前，机器人局限在试验室或被钉在工厂的车间里。他在普林斯顿本科毕业后去卡内基梅隆大学攻读博士。1979年美国发生了三里岛核事故，惠特克领导研制的机器人被用于事故现场的勘察。以后一发而不可收拾，他的机器人不断出现在人类难以达到或生存的地方，比如，切尔诺贝利(Chernobyl)核事故现场，或内华达州的污染地区。当美军发出无人驾驶汽车的呼招，他的团队当仁不让地成为最被人看好的队伍，毕竟无人驾驶汽车就是一种机器人。当然差别还是有的，惠特克以前的机器人多是遥控的，而无人驾驶汽车却是完全自主行驶，这对控制软件有更高的要求。

新一年DARPA大赛迎来了许多新的竞争对手，其中最为引人瞩目的是斯坦福大学的“斯坦利”(Stanley)。这个团队的领军人物是德国人塞巴斯蒂安·史朗。他的简历读起来像美国梦的最佳注解。史朗的博士学位是在欧洲获得的。他在成为斯坦福副教授之前在卡内基梅隆大学工作过近十年时间，也就是说他和惠特克以前是同事。两个团队的联系还不仅如此，斯坦福队的主要软件开发者Michael Montemerlo是惠特克的学生。从很多方面来讲，两队本是同根生，那么谁又能取胜呢？

卡内基梅隆的惠特克胜在兵多将广，经费充足。他投入100多人准备2005年大赛，包括研究生和工作人员。为了确保获胜，惠特克研发了两辆参赛汽车，老兵“沙尘暴”和新血“高地人”(H1ghlander)，并装上价值几十万美元的设备。斯坦福的史朗的队伍要小的多，但他则胜在有更新的理念。史朗早就看到无人车获胜的关键在软件而不是硬件。斯坦福获得了一辆大众汽车公司赞助的柴油车，他们并没有在硬件上修改太多，而是将有限的资源投放在软件上。“斯坦利”的软件据有一定的自学习能力，因而更能适应环境。

惠特克和史朗

DARPA大挑战 (2005)

2005年10月8日像一年大多数日子一样阳光灿烂。2005年DARPA大挑战在加州和内华达州交界处的Mojave沙漠举行，赛程132英哩，无人驾驶汽车必须翻山越岭穿越三个狭窄的隧道，一百多个急转弯，最恐怖的是所谓的“啤酒瓶关”(beer bottle pass) – 一段很狭窄弯曲的山路，一边是200尺的深沟，另一边是悬崖峭壁。

先出场的是卡内基梅隆的悍马“高地人”，5分钟后斯坦福大学的大众车“斯坦利”冲出大门，在它后面是另一辆卡内基梅隆的赛车“沙尘暴”，这三辆被视为200万奖金最有力的竞争者。虽然只过了一年，2005年的无人驾驶赛车比上届好的多，绝大多数赛车都超过了上届最佳者的7英哩的记录。但不久很多车辆陆续出现了问题，最后18辆车被迫退出比赛，只有5辆完成了全部赛程。

卡内基梅隆的大热门“高地人”开始时一直遥遥领先，但在后程却出现某种机械问题，行驶缓慢，爬坡无力，还会从坡上滑下来。表现稳定的“斯坦利”在后半程超过了“高地人”开始领先。最后，斯坦福的“斯坦利”用了6小时54分时间完成了全部赛程，获得第一。卡内基梅隆的老兵“沙尘暴”获得第二，比第一名慢10分钟。卡内基梅隆出了问题的“高地人”也完成了全程，获得第三名。另外两辆完成赛程的车辆Kat-5和TerraMax来自美国的私人企业。

这是一个历史性的时刻。对比赛的结果有点惊讶的史朗欣喜万分，但保持着他通常的“酷”，说到：“对我来说，不管是谁赢，我们作为一个社团(community)完成了这一壮举。” 的确，通过这次比赛，一个以开发无人驾驶汽车为目标的包括发明家、工程师、程序员、开发商在内的社团已经确立。美国无人驾驶汽车的前景一片光明。

行驶中的“斯坦利”

 后来呢？

由于种种原因，美国军方到目前为止尚未将无人车技术引入后勤运输中，但无心插柳柳成荫，“DARPA大挑战”却将无人车的潜力充分展示出来，从而引发民间投资的热潮。先是谷歌，然后是苹果，特斯拉，优步等公司陆续宣布研发无人车的计划，最后保守的汽车制造厂也被迫加入了竞赛。

塞巴斯蒂安·史朗被谷歌重金挖走，创立了谷歌-X(Google X)，为谷歌研发一些超越时代的产品，比如谷歌眼镜，谷歌无人驾驶车，还有不久前震惊世界的“阿发狗”(AlphaGo)围棋软件，等等。谷歌还把斯坦福大学研究无人驾驶汽车的人员几乎一网打尽。不但如此，大赛最有价值的遗产，斯坦福无人车10万行软件程序估计也落入谷歌手里。

 “红”·惠特克带领的团队在2007年举行的“DARPA城市挑战”获得第一名。同2005年的挑战不同，这年的赛场设在城市里，有交通灯，各种汽车等复杂环境。这次比赛同未来无人车主要面临的环境更接近。惠特克还在卡内基梅隆当教授，但他的很多学生和同事成为美国无人驾驶工业的中坚力量。

文中提到的那个研发无人驾驶摩托车的Anthony Levandowski也被谷歌挖走。后来离开自创一家无人驾驶卡车公司Otto。今年6月Otto被打车公司优步(Uber)买下，他也成为优步无人驾驶汽车部门的负责人。

从今年8月底开始，匹兹堡市中心的优步用户在呼招车时可能发现来的是辆VOLVO的越野车- 这是改装的无人车。有人坐在驾驶座上，但他只有在紧急的情况下才会出手。美国公众第一次可以坐上无人驾驶车的事件发生在匹兹堡是非常合适，这里不仅有优步的高级研发中心(Advanced Technologies Center )，更是卡内基梅隆大学的所在地。越过一山又一山，无人驾驶汽车技术又将迈过一个新的里程碑。

白露为霜注：每个人都想知道故事的结尾，但无人车的故事才刚刚开始。有一点可以肯定，这将是改变人类生活方式的重要发明，好戏还在后面呢。