對於 5 年級 6 年級甚至是 4 年級與 7 年級的消費者而言,自動駕駛車(autonomous car),一定都是大家從小所熟悉嚮往的科技。在臺灣以至於全球都有支持影迷的《Knight Rider 霹靂遊俠》影集,其中那輛可以自行駕駛,讓車主輕鬆閱報的霹靂車,更是眾多車迷心中的夢想車種,無不希望能親自擁有。而在 2013 年,眾多汽車公司不約而同地展示自動駕駛的科技,讓霹靂車似乎已經不再是遙不可及的夢想。日本汽車公司更預言在 2015 年就可以推出實用的產品。
Autonomous car,自動駕駛,或有人稱之為 driveless car 無人駕駛車,一向是熱門的研究議題,自有汽車工業以來,便一直是各國汽車產業菁英所極力挑戰的動點項目之一。而對於危險工作環境,以至於軍事上應用的無窮潛力,亦吸引各國政府的投入。然而由於電腦運算能力與控制系統設計的問題,目前自動駕駛的車輛,均侷限於封閉的場所或是特定目的使用,尚未能在公眾道路,自動行駛於現有的交通車流之中,達成大眾普及的水準。
從技術層面來看,自動駕駛是偵測、識別、控制等技術的綜合體。一如眾多科技的發明是為了模擬人類的各種不同技能,自動駕駛亦是為了取代人類進行駕駛所需要的一切工作,因此包含事前的路線規劃,車輛的起步、加速、巡航、減速、煞停,按照計劃進行的行駛與轉彎,車道的判讀與維持,車流、行人、障礙物的辨識與因應,交通號誌的判讀與因應,而且不論在白天、夜間、狂風、暴雨之下,都必須能完美的執行。這對人類的工程能力而言,是全面性的考驗。
隨著半導體技術的日新月異,電腦運算技術的日漸成熟,各類資料的數位化工程逐一完成,讓自動駕駛技術的發展,在進入 21 世紀後有了快速的突破。衛星導航系統、近距離遠距離雷達、視覺辨識系統、夜視系統、碰撞預防系統、自動車距定位系統、行人偵測系統、自動剎車系統以至於自動停車系統,這些仰賴大量感知器與資料運算而來的功能,一一齊備,逐漸拼湊出自動駕駛的全貌。
美國國防部廣發英雄帖
在 2004 年,美國國防部轄下的 DARPA 先進防衛研究計劃署舉辦名為 DARPA Grand Challenge 的比賽,廣發英雄帖,以頭獎 100 萬美元的重金,邀請全球各界的好手,進行自動駕駛車輛的競賽,目標是車輛沒有人為控制的狀況下,可以自動行駛 240 公里。超過 100 組參加的隊伍中,成績最好的 Carnegie Mellon 大學隊伍所改裝的 Hummer,僅行駛不到 12 公里,便因轉彎卡在岩石上而無法繼續。
未竟全功的比賽,讓 DARPA 在 2005 年舉行了第 2 屆的 Grand Challenge,並將頭獎獎金提升至 200 萬美元。而這次,由加州 Stanford 大學與 Volkswagen ERL 電子研究實驗室合作的隊伍,以改裝的 Volkswagen Touareg,通過 4 次初賽,並在 10 月 9 日當天,成功穿越 3 個狹窄的隧道、超過 100 個急彎以及彎蜒大起伏的非鋪面山路,自動行駛了 212 公里,以 6 小時 54 分的成績,成功拿下了 200 萬美元的頭獎,並為自動駕駛翻開了新頁。
而 DARPA 在 2007 年進一步舉辦第 3 屆 Grand Challenge,亦被稱為 Urban Challenge,因為這次 96 公里的競賽之中,自動駕駛車輛不但必須自動完成賽程,還必須依循交通規則與燈號,並能依封閉場地的模擬車流與路況、阻礙等狀況,自行調整閃避或停車再開等,考驗其在現實環境中使用的狀況。而這次 200 萬美元的頭獎,則是由 Carnegie Mellon 大學
GM 合作的 Tartan Racing 拿下。
Google 延攬 DARPA 冠軍加盟,汽車大廠捍衛主導權
從 DARPA 歷次的比賽之中,我們可以清楚看到自動駕駛技術的演進。在最基本的導航功能之上,自動駕駛車輛還必須能具有路況判讀、車流判讀、轉彎控制、加油控制、煞車控制等能力,從單一幹道的行駛,到彎曲山道的行駛,再到更複雜車流環境下的行駛,一次次競賽的成就,也代表著自動駕駛技術的不斷成熟。
自動駕駛技術的成熟,亦吸引了在資料運算上具強大實力的 Google,與在 2005 年大賽贏得首獎、2007 年取得亞軍的 Stanford 大學合作,在 2010 年打造出 Google 的自動駕駛車,已進行了超過 50 萬公里的實路測試,更信心滿滿的喊出 5 年內可以讓自動駕駛車輛上路。同樣是以網路科技起家的 Elon Musk 亦對自動駕駛興趣滿滿,喊出將在 3 年內由旗下 Tesla 推出自動駕駛車輛。國際級汽車大廠自然亦不會讓矽谷的業外人士取得主導權,包含 Mercedes-Benz、Nissan、Toyota,均在 2013 年展出自動駕駛的實車,並不約而同將市售量產的時間設定在 2020 年。
雖然自動駕駛的科技看似已達成熟的階段,但是現階段的障礙,將是在成本、耐用性、安全性以及法規的層面。以 Google 的自動駕駛車輛而言,每輛車的改裝費用高達 7 萬美元,超過 200 萬元新臺幣,對於普及化自然是極大的障礙。而將眾多造型獨特的原型儀器,整合在消費者習慣、喜歡的造型之中,又要能通過汽車高溫及多變惡劣使用環境的考驗,亦是技術人員必須面對的課題。
而技術問題都解決後,法令的問題亦不容忽視。現階段自動駕駛的安全性與意外發生的責任問題未達成共識,因此歐盟禁止在時速 10 公里以上的自動駕駛。然而,隨時技術的成熟,美國在 2012 年開始對自動駕駛車輛解禁,目前內華達州、加州以及佛羅里達州已部份開放自動駕駛車輛領牌,以進行前期試驗。雖然目前仍需要有合格人格坐於駕駛座以便因應緊急狀況,但是自動駕駛時代,已掀開了第 1 頁的序章。