每天早上，大约早上 8 点，Anthony Levandowski 就会走出他在伯克利（Berkeley）的家，将他六英尺六英寸的身躯塞进他白色雷克萨斯（Lexus）的驾驶座。Levandowski 即将开始他每天的通勤。这是最平常、最熟悉的时刻了。我们大多数人每周五天、每年 50 周都会进行这个仪式。然而，Levandowski 的通勤却截然不同。他有司机，而且是一位机器人。
Levandowski 以 usual 的方式从他的郊区车道倒车出来。当他将谷歌自动驾驶汽车开上街道时，它已经利用其 GPS 和其他传感器确定了它在世界上的位置。仪表板上，正对着挡风玻璃，有一个低调的抬头显示器。上面写着“手动”，用庄重的无衬线字体，白底黑字。但当 Levandowski 驶入他家附近的公路入口时，一个色彩鲜艳的图形出现了。这是道路的示意图：两条实心的白色垂直线标示着高速公路的边界，三条虚线将其分成四条车道。消息现在变成了“前往自动驾驶车道”；高速公路的远处有两条，示意图上显示为绿色。Levandowski 的车和他周围的车被表示为小小的白色方块。这些图形让人联想到《乓》（Pong）。但游戏玩法呢？完全是《青蛙过河》（Frogger）。
Levandowski 的方向盘上有两个按钮，分别是“关闭”和“开启”。在并入自动驾驶车道后，他用拇指按下了“开启”按钮。一个柔和的女声以教科书般的精确度念出“自动驾驶”这句话，标志着这一刻的到来。就这样，Levandowski 将他车辆的控制权交给了名为 Google Chauffeur 的软件。他把脚从踏板上移开，双手放在膝盖上。现在，汽车的计算机正在载着他去上班。自 20 世纪 70 年代以来，自动驾驶汽车就以各种形式存在，但 2004 年、2005 年和 2007 年的三次 DARPA 大挑战（DARPA Grand Challenges）启动了该领域的发展。现在，大挑战的毕业生遍布世界各地的自动驾驶实验室。不仅是谷歌在开发这项技术，大多数主要汽车制造商也在开发：奥迪（Audi）、大众（Volkswagen）、丰田（Toyota）、通用（GM）、沃尔沃（Volvo）、宝马（BMW）、日产（Nissan）。可以说，DARPA 实地测试最重要的成果是开发出了坚固可靠的激光测距仪。它是 Levandowski 汽车顶部安装的“全能之眼”，几乎所有其他实验性的自动驾驶系统都使用它。
今年将标志着自动驾驶技术又一个关键里程碑。国家公路交通安全管理局（NHTSA）预计将公布关于车载信标的标准和规定，这些信标将向道路上的其他车辆广播位置信息。例如，当前车急刹车或另一辆车危险地变道进入车流时，信标将警告驾驶员。然后，汽车制造商可以利用这些信息迈出下一步：编程自动响应。
自动驾驶与我自行驾驶完全是不同的体验。当我到达工作地点时，我已经准备就绪。Levandowski 在他的谷歌自动驾驶汽车中的通勤路程长达 45 英里，如果 Chauffeur 完美的话，他可能会在后座小睡。实际上，Levandowski 必须保持清醒并握住方向盘，因为当 Chauffeur 遇到它不太确定的情况时，它会要求他重新接管控制权。根据谷歌的政策，Levandowski 自己驾驶通过居民区道路和地面街道，而 Chauffeur 则驾驶高速公路。即便如此，这也比全程自己驾驶要好得多。在长达一小时的通勤中，Levandowski 只将手放在方向盘上 14 分钟：在最开始，最结束，以及在圣马特奥大桥（San Mateo Bridge）上棘手的立交桥路段。其余时间，他都可以放松。“自动驾驶与我自行驾驶完全是不同的体验，”他告诉参加 2012 年 SAE 国际会议的汽车工程师。“当我到达工作地点时，我已经准备就绪。我精神焕发。”
Levandowski 在加利福尼亚州山景城（Mountain View）的谷歌总部工作。他是谷歌自动驾驶汽车项目的业务负责人，该项目是公司近十年来一直在开发的。谷歌现在拥有一小批自动驾驶汽车在公共道路上行驶。它们是测试车辆，但它们也在简单地履行着自己的职责：运送谷歌员工上下班。硅谷的通勤者报告称，平均每小时会看到其中一辆车——它很容易被识别，因为车顶有一个旋转的炮塔——一次。谷歌自己报告说，这些车辆总共已安全行驶了超过 50 万英里而未发生事故。去年在谷歌总部举行的一场仪式上，加州州长杰里·布朗（Jerry Brown）签署了加州的自动驾驶汽车法案，谷歌联合创始人谢尔盖·布林（Sergey Brin）表示：“你用一只手就能数出普通人能够体验到这一点需要多少年。”换句话说，到 2018 年，你家附近的一条街道上就会停放一辆自动驾驶汽车。然而，发布一辆汽车需要的不仅仅是一个网站和一个“点击此处下载”按钮。要让 Chauffeur 进入你的车道，它必须经历一个严峻的考验：Chauffeur 必须在一个怀疑的底特律（Detroit）、一个诉讼社会以及一系列技术上的两难困境中开辟出一条道路。
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目前，Chauffeur 正在经历硅谷所谓的“封闭 beta 测试”。用谷歌的行话来说，研究人员正在“自己试用”这辆车——每天早上都像 Levandowski 一样开车去上班。这与其说是一种福利，不如说是一种产品测试。谷歌需要将汽车交给普通驾驶员手中，以便测试用户体验。该公司还希望——从统计学和精算学的意义上——证明自动驾驶功能是安全的：不是完美的，不是防撞的，但比熟练的人类驾驶员更安全。“我们在谷歌有句口号，”Levandowski 说。“我们信上帝——其他人必须提供数据。”
目前的数据显示，Chauffeur 的所谓“发布版本”平均可以行驶 36,000 英里才出现需要驾驶员干预的错误。错误并不意味着碰撞——它仅仅意味着 Chauffeur 误解了它看到的东西。例如，它可能会将一辆停着的卡车误认为一栋小楼，或者将邮箱误认为一个站在路边的孩子。这很可怕，但并不等同于事故。
该软件还每秒执行数百次诊断检查。大约每 300 英里就会出现一次故障。今年春天，谷歌自动驾驶汽车项目总监 Chris Urmson 在华盛顿特区的一次政府会议上表示，绝大多数故障都无需担心。“我们设定的门槛非常低，”他说。对于那些足以需要人类双手重新掌控方向盘的错误，谷歌年轻的测试人员团队已经接受了极端驾驶技术的培训——包括紧急制动、高速变道，以及预防和操控失控漂移——以防万一。
如何最好地执行这种机器人到人类的交接仍然是一个悬而未决的问题。在将控制权交还之前，Chauffeur 应该提供多少秒的警告？驾驶员需要一些时间来获取情境意识，放下手中的咖啡或手机，重新集中注意力。“可能是 20 秒；也可能是 10 秒，”Levandowski 建议道。他表示，实际数字将“基于用户研究和事实，而不是‘我们无法使其工作，因此决定设定一秒钟的[交接]超时’？”
到目前为止，Chauffeur 拥有一个干净的驾驶记录。只有一个据称可能归咎于谷歌的事故被报道。一辆谷歌自动驾驶汽车在总部附近追尾了另一辆普锐斯（Prius），其力度足以将其向前推，并撞上了另外两辆车，呈多米诺骨牌效应。事故发生在两年前——在软件开发时间缩短的背景下，这简直是石器时代——而且，据谷歌发言人称，当时汽车并未处于自动驾驶模式，因此事故并非 Chauffeur 的错。这是由于普通的人为失误造成的。
在美国，普通人类驾驶员平均每 50 万英里就会发生一次事故。造成伤害的事故甚至更罕见，大约每 130 万英里发生一次。而死亡事故呢？每 9000 万英里。考虑到谷歌自动驾驶汽车项目已经累计行驶了 50 万英里，可以说谷歌 Chauffeur 已经和普通人类驾驶员一样安全了。但这并不是谷歌向公众提出的论点，因为 Levandowski 表示该系统在实际通勤中尚未遇到足够的挑战性情况。“我们可以猜测；我们有模型，[但]我们实际上并不知道这项技术对社会的价值，”他说——“目前还不知道。”
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谷歌一直对其自动驾驶汽车项目异常保密。尽管该项目始于 2009 年，但公司直到一年后才在一篇博客文章中首次宣布该项目。底特律对此并不满意。
这次攻击来自克莱斯勒（Chrysler），底特律三大汽车制造商中最小的一家，形式是为新款道奇 Charger（Dodge Charger）拍摄的电视广告。在广告中，Charger 正在穿越一条漫长而阴暗的隧道，摄像机跟随它。一个男中音响起：“免提驾驶，自动泊车汽车，由一家搜索引擎公司驾驶的无人驾驶汽车。”旁白语调平淡、毫无生气、不祥。“我们看过那部电影，”声音低沉地说。“结局是机器人为了能源而收割我们的身体。”
谷歌仍然不愿向记者（包括本文作者）透露其计划，但自从被指控为现实版《黑客帝国》（Matrix）中的反派以来，该公司一直努力与潜在合作伙伴建立联系。谷歌说客一直在华盛顿与立法者打交道。它的工程师们已前往底特律和海外朝圣。而它的数据专家也一直在与一些大型保险公司进行沟通。它们正在一项大规模的推广活动中留下清晰的印记。
道奇广告播出一年后，Levandowski 作为主题演讲嘉宾出现在底特律的 SAE 年度盛会上。他带着橄榄枝来到了汽车城：这是他们多年来密集研究的成果，让他们品尝，甚至可以自己拥有。他说，谷歌希望“向整个汽车行业提供我们自己使用的所有构建块”，然后列出了这些好处——“Android 操作系统、搜索、语音、社交、地图、导航，甚至是 Chauffeur。”他说，汽车制造商应该专注于打造自己的用户体验，而不是从零开始重建整个操作系统。
没有人谈论交易的实际条款——与各汽车公司的谈判都是在闭门进行的——但如果谷歌提议免费提供软件，任何人都不应感到惊讶。对汽车公司而言，实施该技术真正的成本在于 Chauffeur 运行所需的专用外围设备：激光雷达。缩写代表激光探测与测距，其原理与雷达和声纳相同——但当今最先进的激光雷达精度要高得多，每秒可生成多达 130 万个体素（voxel）。（体素就像一个像素，但代表空间中的一个点，而不是二维屏幕上的点。）将一百万个左右的体素组合在一起，就得到了一个点云（point-cloud）：一个 1:1 比例绘制的 3D 模型，精度可达厘米级。但谷歌的激光雷达每个价格在 75,000 至 85,000 美元之间，其成本比自动驾驶汽车的任何其他组件（包括汽车本身）的总和还要高。
一位名叫 David Hall 的粗犷的工程师是谷歌使用的激光雷达的设计者。他的公司 Velodyne 制造的一种设备，将 64 个激光器集成在一个炮塔中，炮塔通常以 600 转/分的速度旋转，用 64 条独立的激光束不断扫描周围环境。“对于自动驾驶汽车来说，我几乎是唯一可行的一样东西，”Hall 说。
行业传闻称，福特（Ford）正在最认真地考虑谷歌。Hall 证实，一家主要汽车制造商最近召他到其总部，询问他是否能制造下一代激光雷达——一种坚固、标准化的汽车组件。该公司想要一种可以隐藏（可能藏在挡风玻璃后面）的设计，批发价不超过 1000 美元，并且希望立即获得原型机。如果它对产品满意，就承诺在四年后购买一千套。
Hall 拒绝了这个提议。“如果从风险投资的角度来看，”他说，“这是最愚蠢的想法。”Hall 相信，只要有足够的时间和资源，他就能设计出 1000 美元的激光雷达装置，但为什么要费力去做呢？自动驾驶汽车上市还需要很多年，届时激光雷达的订单才能达到数十万台。工程投资的回报可能在未来几十年内都是负的。
这是一个两难局面，一个经典的鸡生蛋还是蛋生鸡的问题：是先有来自汽车公司的 1 亿美元激光雷达订单？还是先有 Velodyne 或其他供应商的 1 亿美元激光雷达工厂？一亿美元是一个任意的数字。关键是，某个地方的某家公司需要进行巨额投资。但谁来做呢？
谷歌值得称赞的是，它没有任何迹象表明会因为底特律的拖延而放慢脚步。即使在与制造商进行了一次可能令人沮丧的谈话后返回，它也没有偏离其计划：自动驾驶汽车应该在五年内实现。从零开始设计一辆新车需要五年以上的时间。如果底特律现在开始围绕现有组件设计自动驾驶汽车，那么到 2017 年这项技术就不可能进入展厅。Levandowski 表示，谷歌不是一家汽车制造商，也不打算成为一家。那么计划是什么？
“我认为我们不必等待 10 年才能推出下一款车型或车身风格来构建这项技术，”他告诉 SAE 的听众。“我期待着售后市场能够推广这项技术，并开始被客户采用。”换句话说，谷歌认为新一代的“改车爱好者”可能会率先推广。
谷歌不再透露更多信息，但鉴于只有唯一一个地方可以获得至关重要的激光雷达，我问 David Hall 的看法。Hall 考虑过推出一款可附加的自动驾驶系统，他甚至已经定价：10 万美元。“这会是给我爸爸那样的人用的，”他说。“他们开车已经不太好了，而且他们负担得起。”然而，如果没有重新设计 Chauffeur 和与之配套的超高分辨率谷歌地图，Hall 认为这没有意义。他想象着与潜在客户交谈。“你会说什么？”他问道。“‘几乎和谷歌的一样好？’”
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另一场斗争是法律上的。它也充满了各种两难。Hall 描述了一个包含汽车制造商对自动驾驶汽车技术分析的 PowerPoint 演示文稿。“大约有 20 页，”他说，“最后 10 页是‘当我们被起诉时会发生什么？’”底特律不想在没有法律明确规定的情况下开始制造自动驾驶汽车。而法律明确规定则要等到自动驾驶汽车测试法律为止。
Bryant Walker Smith 是一位土木工程师、律师和斯坦福大学法学院的研究员，他是关于现有法律如何适用于自动驾驶汽车的权威专家。他长篇的法律分析有 650 多个脚注，但标题概括了情况：“自动驾驶汽车在美国很可能是合法的。”“很可能。”
在 Smith 的分析中，“驾驶员”的法律概念可以追溯到 1950 年国会批准的一项国际协议，即《日内瓦道路交通公约》。在那时，世界上许多驾驶员仍然使用缰绳和马鞭，而不是方向盘和踏板。他们驾驶马车、成群的绵羊、成群的山羊。Smith 认为，动物是自主的。因此，在法律上，自动驾驶汽车可以被视为类似于马车的马车。根据《日内瓦公约》，驾驶员的基本法律要求——无论是驾驶动物还是汽车——都是相同的。驾驶员必须具有控制权。谁来控制一辆无人驾驶汽车？
对于现在载 Levandowski 上班的自动驾驶汽车来说，答案（根据 Smith 的说法）是合乎逻辑的：坐在驾驶座上的人。没有驾驶员，谷歌汽车就无法运行，因为 Chauffeur 需要在 10、20，甚至可能 30 秒的通知时间内交还方向盘。在 Smith 的分析中，坐在方向盘后面的人满足了控制的法律要求——但这一理论尚未在法庭上得到检验。
即使自动驾驶汽车不违反国际条约，许多州法律也暗示驾驶员必须是人类。例如，纽约州的车辆法规规定，“在机动车行驶时，任何人不得在方向盘上不至少有一只手，或（对于身体残疾者）不至少有一个假肢或辅助装置的情况下操作机动车。”计算机没有手。这是一个问题。一些州，在谷歌说客的推动下，并希望抢占先机，已使这些汽车合法化。该原则将驾驶员资格分配给坐在驾驶座上的人，或者激活自动驾驶功能的人。内华达州是第一个将该原则纳入州法律的州：其 DMV 甚至为这些车辆设计了特殊的车牌（上面有一个无限符号）。加利福尼亚州、佛罗里达州，以及最近的哥伦比亚特区也纷纷效仿。
“无论法律怎么说，最终人们都会被起诉，”谷歌自动驾驶汽车项目总监 Urmson 说道。但这并不意味着应该停止开发可能挽救生命的这项技术。“莱特兄弟（Wright brothers）在制造第一架飞机时并没有法律保护，”他说。“他们制造了它们，他们就去尝试了，社会最终认识到了它的价值。”
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汽车界最古老的笑话是关于油门和方向盘之间那颗松动的螺丝。但在拉尔夫·纳德（Ralph Nader）的《任何速度都不安全》（Unsafe at Any Speed）引发安全工程革命 50 年后，人们终于开始认真对待这个笑话了。现代汽车中还有一个最后的危险需要消除：人为失误，根据 NHTSA 的说法，这是“导致”81% 汽车事故的“确定”原因。
汽车每年在美国造成约 32,000 人死亡，而在 2010 年，Levandowski 的伴侣 Stefanie Olsen 是每年 220 万受伤者之一。那时她怀孕九个月。“我的儿子名叫 Alex，Alex 差点就没能出生，”Levandowski 说。他认为这款普锐斯车上工程师设计的安全功能拯救了 Alex 的生命。但是，他沉思道，“那次事故本不该发生的。”他说，技术应该能够防止粗心的驾驶员造成伤害。
自动驾驶汽车的倡导者们谈论着一个良性循环，当人类双手离开方向盘时，这个循环就开始了。不仅仅是安全性能的提高。计算机控制使汽车能够互相跟随，因此它们可以作为一个虚拟单元行驶。沃尔沃（Volvo）已经完善了一个名为“车队”（platooning）的简单自动驾驶系统，其汽车会自动跟随一名专业驾驶员。它使用所有高端沃尔沃汽车已有的技术，再加上通信系统。NHSTA 即将宣布的车辆到车辆通信标准，理论上至少可以使所有品牌和型号的汽车进行车队行驶。而激光雷达甚至可以消除对前导驾驶员的需求。
在我们自动驾驶的未来，不仅交通拥堵将成为过去，所有交通信号灯也将是绿色的。2012 年的一项 IEEE 研究估计，广泛采用自动驾驶技术可以通过将车辆靠得更近来使高速公路容量增加五倍。德克萨斯大学奥斯汀分校（University of Texas at Austin）的人工智能专家 Peter Stone 认为，自动驾驶交通的交叉流将基本上能够相互穿过，由一种新的道路基础设施——计算机化的交叉路口管理器——控制。典型的城市平均行程时间将大大缩短。“一旦你拥有了这些能力，”Stone 说，“各种各样的事情都成为可能：动态车道反向、微型收费以减少拥堵、自动软件代理与网络上的其他代理进行瞬时通信以优化整个网络。”在我们自动驾驶的未来，不仅交通拥堵将成为过去，所有交通信号灯也将是绿色的。
在沃尔沃的实际车队测试中，车辆靠得更近行驶平均节省了 10% 到 15% 的燃油——但这也仅仅是冰山一角。被称为“超级驾驶”（hypermiling）的“燃油经济性最大化”的父亲 Wayne Gerdes，可以使用可以集成到自动驾驶软件中的节油技术，几乎将汽车的额定效率翻倍。随着人为失误被消除，燃油效率甚至可能翻倍。沃尔沃的目标是在 2020 年之后生产的车型中消除死亡事故，并且其最新款汽车在感应到迫在眉睫的危险时，已经开始自动驾驶，通过转向回车道或提前刹车以应对碰撞。随着时间的推移，虚拟保险杠将逐渐取代橡胶和钢制保险杠，汽车制造商也可以取消防滚架，从而节省重量，实现更好的燃油里程。美国环保署（EPA）对汽车制造商提出了新的燃油经济性目标：到 2025 年，其车队平均燃油经济性必须达到 54.5 英里/加仑（mpg）；自动驾驶技术可以帮助它们更快地实现这一目标。
NHTSA 将自动驾驶汽车技术定义为五个级别，级别零表示什么都没有。一级汽车包括标准的安全性功能，如 ABS 刹车、电子稳定控制和自适应巡航控制（ACC）。在二级中，一级功能如车道居中和 ACC 会结合使用，汽车开始自行驾驶。三级是谷歌式自动驾驶。四级则是圣杯——这辆车可以在你喝醉时载你回家，然后再去买六罐啤酒。NHTSA 已经强制要求所有新车都配备一级技术。几家汽车制造商在测试赛道上已经实现了接近二级水平的系统，而梅赛德斯（Mercedes）似乎是第一个推向市场的。
梅赛德斯在 2014 款 S 级豪华轿车中提供了带转向辅助的 Distronic Plus 作为选装项。通用汽车（GM）预计其 Super Cruise 系统将在本十年末推出。两者都结合了雷达和计算机视觉技术，以使车辆保持在车道中央并与前车保持安全距离。但真正的工程挑战在于确保驾驶员保持警惕。“在实际测试中会出现各种各样的问题，”自动驾驶顾问 Brad Templeton 说，他曾与谷歌合作其自动驾驶汽车项目两年。“人们开始做各种他们不该做的事情——比如在后座翻找东西。这让所有人都感到不安。”
二级系统需要持续的人类警惕和监督，以应对路上的鹿等情况；汽车必须能够毫无预警地交还控制权。但驾驶员的诱惑是会完全分心。因此，工程师们已经开始设计对策。例如，梅赛德斯要求双手始终握住方向盘。“每个人都在寻找让驾驶员保持专注的方法，”通用汽车发言人 Dan Flores 说。“随着汽车能力越来越强，我们希望驾驶员保持驾驶技能。”
倡导者们喜欢说，新款梅赛德斯在转弯时不需要双手就能转向，这在技术上没有原因。问题是，即使是最好的基于雷达和视觉的行人规避系统，也有 1% 或 2% 的几率无法看到“传说中”跑出来的孩子。“很明显，99% 根本不够，我们需要 99.99999%，”Templeton 说。“人们似乎没有意识到，这两个数字之间的差异非常巨大。这不是 1% 的差异——而是数量级的差异。”
谷歌押注，传统的汽车制造商，通过使用低成本的雷达和摄像头组件，永远无法充分弥合这一差距。它选择了另一条技术路线，一条利用激光雷达彻底超越二级的方法。它相信其三级系统将使汽车足够安全，让人们在通勤途中可以走神。而且它并未止步于此。NHTSA 前副局长 Ron Medford 已加盟谷歌，担任自动驾驶汽车项目的安全总监。“谷歌的主要关注点和愿景，”Medford 说，“是一个四级自动驾驶汽车。”
Adam Fisher 在硅谷长大，现居住在湾区，在那里他撰写有关技术和旅行的文章。本文最初发表于 2013 年 10 月的《大众科学》（Popular Science）杂志。
