自主革命 - 科尔尼

人工智能发展，如阿布扎比自动驾驶赛车联赛，为自动驾驶车辆提供了试验场。尽管时间表尚属推测，但有一点是明确的：自动驾驶汽车将成为我们未来的一部分。 自动驾驶赛车历史上的一个关键时刻是DARPA大奖赛挑战。该挑战由美国国防高级研究项目局赞助，这是一个隶属于五角大楼的秘密部门，以开发包括互联网和GPS在内的突破性技术而闻名。此次赛事标志着一个重要里程碑。挑战旨在加速具有潜在军事应用的自主车辆技术的发展。在2004年的首次比赛中，有15支决赛队伍参赛，但没有一辆车完成150英里的沙漠赛道；许多车辆在前20英里就遇到了无法克服的问题或发生了事故。尽管初期遭遇了挫折，但DARPA大奖赛挑战仍然证明了其在推动对自主技术的兴趣方面起到了关键作用。2005年的下一届挑战赛取得了显著进步：五辆车辆成功完成了比赛，斯坦福赛车队夺得了200万美元的奖金。这次活动不仅获得了广泛的媒体关注，还引起了包括谷歌在内的多家大型公司的极大兴趣，后者随后启动了自己的自动驾驶汽车项目。 赛车运动始终是汽车创新的试验场，展示了下一代技术的潜力和挑战。特别是自动驾驶技术具有巨大的潜力，可以通过提高道路安全、效率，并为未服务群体提供流动性来改变我们的生活。 受这些可能性的驱动，ASPIRE在今年早些时候推出了阿布扎比自主赛车联赛（A2RL），以推动高速自主赛车边界的发展，并促进该领域的研究与开发。本报告探讨了自主赛车的发展历程，突出了诸如A2RL等令人兴奋的进展，并提供了自主移动未来方向的视角。 早期自动驾驶汽车实验的积极势头催生了Roborace这一赛车系列，该系列于2015年启动。其目标是将赛车运动的激情与自主技术的创新相结合，既适用于赛车领域也适用于民用应用。然而，尽管目标雄心勃勃，Roborace仍面临重大挑战，并于2022年停办。该系列在竞争动态方面遇到了诸多困难，特别是轮对轮比赛——这是赛车运动激情的关键组成部分，因此获得了有限的关注和宣传。2021年，Indy Autonomous Challenge作为新的赛车系列出现，得到了Dallara、Cisco和MIT等知名合作伙伴的支持。如今进入第四年，该系列强调高速和一对一竞速，有效提升了自动驾驶赛车的知名度，并突显了其光明的未来前景。 自主赛车的演变 ： 汽车创新的试验台 尽管自主赛车仅最近才引起公众的关注，其根源可追溯到2000年初，标志着对自动驾驶技术长期的投入。自主赛车的起源可以追溯到大学和研究机构的先驱性实验，这些实验为将自动化技术融入赛车运动奠定了基础——一个被视为汽车创新测试平台的领域。 这些发展凸显了自主赛车领域的不断演变。从DARPA挑战赛到最新的赛车系列，每个阶段都证明了自主赛车不仅可行，而且是技术与战略进步的肥沃土壤。 A2RL ： 赛车创新的新篇章 The inaugural race of the A2RL于2024年4月27日在享誉盛名的亚斯 Marina 赛道举行，该赛道以其先进的设施而闻名，并且是Formula 1阿布扎比大奖赛的正式场地。这一里程碑事件不仅标志着自主赛车运动发展的重要里程碑，还吸引了超过10,000名现场观众和600,000名在线观众的关注，仅在12小时内便引起了广泛关注。 建立于ASPIRE之下，A2RL代表了自主赛车运动的一项重大变革。作为阿布扎比先进技术研究委员会的技术项目管理和业务发展部门，ASPIRE专注于将研发成果转化为应对当前技术挑战的创新解决方案。其目标是在该领域推动前沿技术的发展与应用，促进新时代的竞争格局，并为全球自动驾驶车辆能力的进步做出贡献。凭借225万美元的奖金池，这一竞争平台不仅关乎速度和技术实力，还成为安全创新的重要试验场，有望显著减少公共道路上的事故和伤亡。 之前的自动驾驶比赛最多进行了单圈最快记录，并有两辆车同时在赛道上竞争攻防。我们正努力实现最多四辆车同时在赛道上竞赛。这在之前从未有过。 - Tom McCarthy ， ASPIRE 执行董事 A2RL 的使命远不止赛道——旨在建立一个全面的自主系统开发生态系统，并将阿布扎比定位为自主移动领域的领导者。为了实现这一目标，A2RL 与阿布扎比生态系统中的多家知名企业建立了合作伙伴关系，包括阿联酋国家石油公司（ADNOC）、穆巴达拉公司、市政和运输部门以及阿布扎比移动公司（原ITC）。此外，可靠的5G通信基础设施对于传输大量数据并确保最小延迟至关重要。尽管阿布扎比已经在全球范围内被视为5G连接的领导者，并且在5G下载速度方面排名全球第三，但A2RL仍与领先的全国电信提供商du合作，以确保网络能够满足比赛的需求。 A2RL凭借其作为规格系列的特点而脱颖而出，这意味着所有参赛队伍使用的是同一辆车辆。这种方法将重点从车辆工程转移到自主系统的增强上，使比赛更加公平，并将竞争焦点从硬件差异转向软件实力。为参赛队伍提供了基础软件栈以支持开发。该软件提供了基本的操作功能，但每个团队真正面临的挑战是如何根据自身需求定制、优化和细化该系统以获得竞争优势。汽车的自主性体现在它们在赛道上的不同策略——每辆车选择了不同的赛车线路和制动点，反映了各自开发团队编码的战略多样性。 通过提供一个高风险的真实环境，A2RL使领先的全球机构能够严格测试变革性技术，识别基本挑战，并引领提升自动驾驶车辆性能和安全性的解决方案。此外，A2RL采取了一种独特的双管齐下的创新方法。它旨在展示完全自动驾驶车辆的能力，同时也致力于通过整合自动驾驶技术来提升由人类驾驶的赛车表现。这一策略并非意在取代如一级方程式赛车等赛车赛事，而是为了增强它们，提供新的方式以同时提高人机配合下的性能和安全性。因此，A2RL为赛车运动的传统遗产增添了宝贵的新维度，结合了人类技能和人工智能的最佳成果。 从最初来自多家顶尖大学和组织的八支队伍中，有四支队伍晋级决赛，标志着首次有四辆完全自主的赛车同时参赛：Polimove、Unimore、慕尼黑工业大学（TUM）和Constructor University。与以往依赖车对车通信进行超车操作的Roborace比赛或采用追逐赛制的Indy Autonomous Challenge不同，A2RL引入了一种更加动态和互动的赛车风格。在A2RL比赛中，车辆自主决定何时防守或让出位置，模拟了F1赛车手通常做出的战略决策。 首次A2RL比赛充满了戏剧性和技术挑战，展示了自主赛车技术当前的能力以及增长潜力。原定进行八圈的比赛，四辆参赛车辆在前两圈都必须跟随虚拟安全车行驶，这被视为编队圈。就在第三圈即将开始时，排名第三的TUM赛车在第二圈的最后一弯完全停下，导致紧跟其后的Constructor也停下。最终，这两辆车重新启动，第四圈开始时终于出示了绿旗，Polimove领先，Unimore紧随其后。然而，高速追逐很快告终，由于后轮锁死，Polimove的Eva赛车在短时间内离开赛道，为Unimore的Gianna赛车提供了超越的机会。最终，Polimove的停赛车辆导致红旗出现，其他三辆车回到维修区，而Eva则被装上拖车。接近一个小时后，比赛在第六圈重新开始，由Unimore的Gianna和TUM的Hailey、Constructor及Polimove领跑。当Unimore接近一个发夹弯时，车辆突然中途熄火，让TUM得以超越并赢得首次A2RL比赛。 在A2RL主赛之前的精彩预演中，“AI vs 人类”的挑战赛中，前F1车手丹尼尔·科维亚特比自动驾驶汽车快了10秒完成比赛。这场赛事让人联想到加里·卡斯帕罗夫与IBM的深蓝在最初象棋比赛中对决的情景，它突显了AI在竞争场景中不断演进的能力。尽管科维亚特的胜利展示了人类在赛车方面的优越性，但与深蓝的历史对比——深蓝在初次失败后得以改进并最终获胜——表明AI在未来比赛中有可能进一步发展，并可能超越人类技能。 “人机对决’的历史意义在于，这是首次有人类与AI在同一赛道、使用相同技术进行竞争。这场对决让我想起了卡斯帕罗夫的比赛。” 这场胜利凸显了自主赛车运动的韧性和不可预测性。尽管遭遇了中断，比赛展示了在自主赛车领域的重要进步，突显了人工智能在赛车中潜在的优势和面临的挑战。每个遇到并解决的问题都推动了创新，为自主赛车的持续进化铺平了道路。 — — Andrea Pontremoli ， Dallara 首席执行官 选定用于A2RL的比赛赛车是达拉拉公司制造的SuperFormula SF23。这辆车被誉为仅次于一级方程式赛车之外最快的单座赛车，最高时速可达300公里/小时。它配备了一台四缸涡轮增压2.0升发动机，可输出约550马力的动力。这台高性能发动机与六速3MO变速箱相匹配，悬挂系统采用推杆系统并配有扭力弹簧和可调减震器。博世碳刹车提供制动力，而米其林轮胎则确保了在赛道上的最佳抓地力。 前面的路 原本设计用于人类驾驶的SF23经过改装，适应了自动驾驶赛车的需求，通过替换传统的驾驶舱为先进的技术栈。该技术栈包括摄像头网络、传感器、执行器和计算机，使AI能够识别赛道并控制车辆。七台索尼IMX728摄像头为AI驾驶员提供了360度视野，而四台ZF ProWave雷达设备和三台Seyond Falcon Kinetic K1 LiDAR传感器则提供了周围环境的精确检测。支撑AI计算能力的是Neousys RGS-8805GC系统，该系统配备了高性能Nvidia GPU和Intel以太网连接，确保数据传输的无缝对接。此外，车辆还配备了点火电源控制、GPS和遥测软件，以确保准确导航和实时数据分析。通过线控系统，无需物理驾驶员即可控制转向、加速、换挡和制动，使用各种执行器来实现这些功能。 A2RL 比赛是自主赛车演变过程中的一个重要里程碑。尽管赛事期间遇到了一些挑战，但显然，人工智能的进步正塑造着这项运动的未来。随着人工智能技术的不断改进，预计 A2RL 将转型为一项全球竞争性的赛车运动，能够吸引并迷住来自世界各地的粉丝。展望未来，A2RL 已承诺在未来四年将比赛系列举办地设在充满活力的阿布扎比——这是该联盟致力于发展和培育这项运动的证明。然而，A2RL 的雄心远不止于此。ASPIRE 希望通过在欧洲和亚洲的不同地点举办比赛来扩大 A2RL系列的国际影响力。 AI每五毫秒处理这些数据并做出决策以执行这些功能。利用这项尖端技术的高度集成，AI软件可以模拟人类驾驶员的行为，在高速行驶的同时尝试以精确的方式导航赛道。 尽管A2RL和自主赛车运动的主要焦点主要集中在赛车上，ASPIRE的愿景却远不止于此。A2RL正通过规划将自主赛车领域扩展到各种交通方式，包括陆地、空中和海上。明年，A2RL计划推出一场自主无人机比赛，这有望推动自主赛车的可能性边界。作为下一步，A2RL计划将自主赛车扩展到越野吉普车，并已宣布计划引入自主水上活动，从而在所有交通方式中丰富其范围。展望未来，我们可以预见自主赛车领域将迎来一系列令人兴奋的发展。我们正处于一个新时代的边缘，在这个时代，自主技术的边界正在被以前所未有的方式拓展。对运动爱好者和技术爱好者来说，这些都是真正令人兴奋的时代。 具有一级和二级自动化（驾驶辅助功能）的车辆已经广泛可用，多家公司正在开发具有三级和四级自动化级别的车辆，包括梅赛德斯-奔驰、宝马和大众（见图）。截至目前，这些车辆主要被部署为无人驾驶出租车，并未广泛用于私人交通。目前市场上尚未向消费者提供完全自主驾驶（五级自动化）的车辆。技术挑战包括提高360度感知能力的传感器和算法性能、在复杂场景中增强人工智能决策能力以及验证安全协议。 曾经只是一个未来的幻想，自主移动的概念已在过去几十年中成为现实。例如，自动驾驶出租车现已在美国旧金山、洛杉矶以及中国上海的街道上运营。2这一趋势已扩展至中东地区，阿联酋于2023年颁发了其 首张自动驾驶汽车国家许可证。自主移动技术的进步有望彻底改变我们的出行方式，并最终影响我们居住的方式。鉴于当前的进展，自主移动技术的未来前景如何？ 尽管存在这些挑战，由于自主车辆潜在的好处，如交通事故死亡率降低90