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智能驾驶

真正的L5,还得30年

作者:四川 来源:四川新闻 时间:2018-12-11


自动驾驶汽车技术领域的竞争有多激烈已无需再提,与此同时,人们的想象力也延伸到了车内,一旦从单调的驾驶中解放出来,乘客在车里可以做些什么呢? 

早在20世纪50年代,汽车可以自动驾驶的想法就已经出现,高速路上的电力基础设施则可以对车辆起指引作用。 

当时的一幅草图展示了乘客将如何度过他们的时间:一家人围坐在小桌子旁,玩着多米诺骨牌游戏。如果不是看到父亲角色后面的方向盘,把这种家庭活动的地点误认为是在客厅而不是高速公路上飞驰的汽车里也不足为奇。

随着自动驾驶技术变得越来越可信,自动驾驶汽车很有可能成为未来出行的一种重要形式。而在研发方面,就像60年前设想的那样,车企和那些专注新技术的同行也加大了汽车内饰理念上的探索。 

尽管令人兴奋,但想要实现这些想法,需要的时间可能比大多数人想象的要遥远,原因很简单,因为它们对乘客来说太危险了。


沃尔沃360c概念设计 

不难想象,一旦乘客从传统的安全带座椅位置上移开,如今看似微不足道的事故就会呈现出新的危险级别。 

“对未来的一些憧憬使我不寒而栗。”采埃孚(ZF)工程副总裁史蒂文·彼得森(Steven Peterson)表示,“内饰的细小变化有可能对车辆安全产生巨大影响,约束规定需要完全改变才行。” 

从沃尔沃Concept 26中的概念座舱,到更激进的以移动办公室为特色的小屋设计,甚至还有旋转座椅或运动器材,这些都是当下被展示出来的汽车内饰概念。 

再来仔细看看这张1950年代的图片,你会注意到其中缺失的东西和呈现出来的一样重要:没有人系安全带。 

当然,如今的安全带设计直到1959年才被发明出来,又过了十多年才有了安全气囊。 

这两种产品拯救了成千上万人的生命,有远见的汽车内饰设计师必须考虑如何保护那些向后旋转、躺着或坐在办公桌前的乘客,但建立和审查现代新型座椅位置安全系统的过程才刚刚开始。 

专家警告称,如果不认真考虑安全问题,新式自动驾驶汽车内饰可能会导致更多严重伤害和交通死亡事故,从而破坏自动驾驶将比人类驾驶更安全的承诺。 

行业工程师、监管机构、保险公司高管和安全倡导人士已经投入多年研究、建造和测试,想要让乘客可以摆脱传统座位的束缚。他们或许可以从另一张现场图片中找到答案,它描绘的不是理想化的未来,而是现实中瞥见的危险。 

致命事故 

2018年10月6日,一辆2001款福特Expedition加长豪华轿车从纽约斯科哈里的一座山上坠落到停车场旁的沟里。车里的17名乘客、司机以及2名路人遇难,此次事件也成为当地9年来最严重的交通事故。 

美国国家运输安全委员会(NTSB)正在调查这起事故,纽约州警方同时展开的一项调查中,车速、刹车和车辆维修记录已经引起初步关注,座位位置和安全带也成为潜在危险因素。 

当然,这辆车并不是自动驾驶汽车,但可以看到乘客坐在非传统座椅上发生事故的严重性。 

“我们正在调查的一件事是座位配置是否对乘客造成了伤害,”NTSB主席罗伯特·萨姆沃特(Robert Sumwalt)回应,“我们对座位是否配有安全带有疑问,在这一点上,不确定是否所有的座位上都配备了安全带,也不确定是否有人系了安全带。”


配备非常规座椅,发生事故时有可能会对乘客造成另一程度的伤害。  

这起事故也可能会让人们对法规如何制定有更深刻的理解。 

安全倡导人士说,美国的联邦机动车安全标准只适用于从装配线下线的新车,而对于豪华轿车,这些联邦标准还不够完善。

这里所说的豪华轿车通常是把一辆普通汽车一分为二,然后再进行加长的版本。如果豪华轿车的侧气囊在改装过程中被拆除或无法操作,从监管的角度来看,这并不是个问题。 

美国高速公路安全保险协会(IIHS)首席研究官大卫·祖比(David Zuby)认为:“纽约发生的可怕事故,部分原因是车内没有任何乘客保护配件,这是一个今天已经存在的问题,可见,标准的缺失已经很明显。”

如果我们着眼未来,存在的隐患还将升级。 

尽管人们研发自动驾驶汽车的背后有着一个崇高的理念,即它们将大幅减少交通死亡人数,但这些车辆仍需要与人类驾驶的汽车共同存在数十年。 

拿美国来说,即使当自动驾驶汽车已经被普及使用,想要在美国国内2.6亿辆的传统汽车上安装自动驾驶设备,仍然需要30年的时间才能实现。 

也就是说,在那一天到来之前,坐在非传统座位上的乘客可能处于非常危险的位置。 

安全性上,非传统座位不仅与最优位置等级存在差距,“这种新式座位有可能带来最坏的效果,发生事故时,重力作用和突然停止可能会让乘客受到比传统车辆里更严重的伤害。”密西根大学研究组2016年9月写道。 

假人测试 

安全专家和研究人员想要研究这些有可能成为现实的内饰概念设计,从某种意义上说,这项工作已经开始。 

NHTSA官员在俄亥俄州的交通运输研究中心成立了工作组;弗吉尼亚科技运输学院正在审查机动车安全标准,以确定哪些标准可能对打造非常规汽车内饰构成障碍。 

正是在这些讨论中,开发新的碰撞测试假人的想法被提了出来,希望通过对人体在躺着或以不同角度坐着时的碰撞进行测试,获得新的见解。 

目前,车辆碰撞测试中使用的假人都是固定在传统的座位上,如果想要引入新的假人测试,审查、达成碰撞协议并最终编纂成标准可能需要耗费整整10年时间才能完成。


座位可能会更加宽松,但也可能因此引发安全问题。 

“当你使用这些经过20年或30年开发的碰撞测试假人后,换一种碰撞形式,你有可能无从下手,冲击力的方向不同,使用的测量工具也会有相应改变,这是一个巨大的挑战。”采埃孚的彼得森解释道。 

与此同时,美国联邦政府发布了一项自动驾驶汽车政策,对车企和科技公司来说,如果能够证明自己的自动驾驶技术创新提供了同等或更好的安全水平,那么它们就可以在未符合现有标准的情况下获准布署车辆。 

问题也随之而来,IIHS的祖比觉得使用那些不能满足乘客保护标准的车辆很令人困扰,最终付出代价的会是消费者。 

“这绝对是每个人都关心的问题,如果车辆不能满足当前的联邦标准,那么对保险的影响又会是什么?乘客乘坐不符合现行标准的汽车出行,保险公司会不会赔偿?要是越来越多的人乘坐这种车,保险费会不会上涨?” 

“如果完全自动驾驶技术最终实现,就不会出现事故,或者事故伤害会很小。但在我们达成这一目标之前就把保护环节省略掉,这可不是一个好主意。”祖比说道。 

考虑到乘客不会再像现在这样坐车,工程师需要从方向盘安全气囊或固定安全带的传统思维中跳出来,设计出一种在发生事故时仍能保护乘客的内部结构。

他们想出的替代方案有两个基本概念。 

第一个想法是让乘客坐在朝向车辆后方的位置上。虽然对于一些人来说,这种设计会导致晕车,但从碰撞保护的角度来看,它确实能带来帮助。 

新的座椅设计可以分散碰撞力,而不是将减速力集中在安全带上。这与将婴儿面朝车尾安放在车后座上的道理相同,从本质上保证了成人乘客的安全。


阿斯顿·马丁Lagonda概念车 

另一个想法是进行座椅周围或座椅内部安置约束配件和安全气囊的研究,而不是把防护设备分散安装在车内多个位置。这样的话,安全带就可以随着座椅旋转而移动,安全气囊则是从座椅靠背上展开。 

“座椅将承担更多碰撞时产生的能量,这会使座椅产品变得更复杂,但并非是一个不可能的任务。”彼得森说,“当然,要先进行一些假设,毕竟,不可能同时满足无限多的情况。”

就像车企已经开发出基于摄像头的司机监控系统,以便与早期的司机辅助或部分自动驾驶系统相匹配一样,也许可以开发一种车内观察系统,用来探测哪些乘客系了安全带、哪种安全气囊最有效,又或者进行实时约束控制,确保不同行驶条件下乘客的安全。 

车祸的变化 

仅仅对防护设备进行改进也许还不够。随着自动驾驶汽车的引入,碰撞的性质可能会发生变化,这一前景使得重新设计约束系统保护乘客安全的方式难上加难。 

IIHS和美国高速公路损失数据研究所(Highway Loss Data Institute)的数据显示,目前所有车辆乘客交通死亡中,正面碰撞事故约占54%,侧面碰撞死亡占20%,因车辆翻滚致乘客死亡的比例也超过20%。 

过去10年里,碰撞试验协议、规程和工程解决方案都将上述情况列入其中,IIHS还重新加入了车头小范围重叠碰撞测试、侧窗帘气囊测试和更健全的联邦机动车安全标准。

“政府和机构总是密切关注伤亡情况,如果正面碰撞伤亡率高,这一项就会成为重点。但在设计新内饰上,我们不想造成不必要的伤害,而是提前一步进行测试。”彼得森说道。 

虽然还没有出现新的伤害类型,但已经有证据表明,未来的汽车事故将有所不同。


碰撞时的人体测试

有趣的是,进行自动驾驶测试的公司发现,他们的测试车发生追尾的频率比人类驾驶的汽车还要高。但有专家警告说样本太小,无法得出有意义的结论。 

与此同时,在完全自动驾驶汽车时代,正面碰撞的数量可能会减少。 

IIHS于2018年5月发布的一项研究比较了警方报告的车辆相撞情况,配备碰撞警告和自动紧急刹车等功能的车型发生正面碰撞的数量已经下降。 

研究结果表明,仅碰撞预警系统就能将追尾情况减少27%,搭配自动刹车功能,追尾率下降了50%,乘客的受伤率则下降了56%。 

依靠这些辅助系统,一些事故得以避免,即使发生车祸,严重程度也被降低。但密西西比州立大学先进车辆系统中心副主任马修·杜德(Matthew Doude)提出警告,说要警惕驾驶员辅助系统与完全自动驾驶的联系。 

“我们所看到的与未来正相反,辅助系统是驾驶员的一种后备方案,但如果是自动驾驶汽车,我们就没有多种选择,只能依靠系统。”杜德给出了这样的解释。 

承诺和危险 

没有人能完全预测出未来的情景,这也表明由计算机控制的系统虽然有能力对探测到的危险及时做出反应,防止事故发生或降低事故的严重程度,但如果危害是突发的或特殊的,自动驾驶汽车造成的事故反而有变严重的几率。 

今年3月,Uber自动驾驶测试车撞死了一名推自行车过马路的行人,这可以说是人类驾驶员与自动驾驶系统配合的最糟糕的情况。 

事故发生前6秒,车辆就探测到了前方情况,但系统先是将行人判定为不明物体,然后又判定为车辆,最后才确定为自行车。 

系统每次的判定都会产生不同的应对方法,直到碰撞发生的前1.3秒,这辆Uber测试车才启动紧急刹车功能。 

车内监督员也没有将注意力集中在前方道路上,而是在看视频,要是能及时踩刹车,事故很有可能不会发生。从车辆系统的角度来看,如果系统能够更早判别出前方物体并提前刹车的话,碰撞的冲击力将会减少,加大了这名行人的生存几率。 

被误读的路径

特斯拉自动驾驶系统启用时遭遇碰撞进一步说明了发生严重事故的可能性。 

虽说Autopilot提供的是驾驶员辅助功能,它要求人类驾驶员对车辆的运行负责,但几起事故表明,司机注意力不集中,加上计算机系统对前方路况的错误判断,造成了严重后果。


宜家展示了多款车轮上的概念设计

总的来说,自动驾驶汽车的未来有望大大减少交通死亡并给人们带来更多便利。

“不存在车祸的情况下,节约成本和减轻车重的方法就变得更多。”杜德说,“去除汽车缓冲溃缩区和安全气囊,用碳纤维制造让车重减少一半,燃油经济性也因此得到改善。可以说,好处多多。” 

可是,不要忘记,在人为错误导致的碰撞被消除之前,或者用几十年把道路上的车全都替换为具备自动驾驶功能的车辆之前,这一切都不会发生。

至于那些新的内饰概念设计,想要让乘客在自动驾驶汽车里做各种各样的活动,车辆首先要完成的任务是消除错误,而在可预见的未来,我们距离这种近似完美的水平还很远。

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