丰田自动驾驶：人类驾驶和技术融合

当Cruise和Waymo正在旧金山喧闹的街道上测试自动驾驶汽车时——以这里为基点，向东北方向150英里外的赛道上，丰田汽车正在测试通往自动驾驶的其他方式。

尽管自动驾驶汽车已经可以在大城市的街道上缓慢行驶，但这些汽车要达到更高速度，或者等到私家车增加自动驾驶功能，可能还需要几十年时间。

“将（完全自动驾驶）技术扩展到人人随时随地都能使用的场景，其实非常非常困难。”位于加州洛斯阿尔托斯的丰田研究所（Toyota Research Institute）人类互动驾驶部门高级主管阿维纳什·巴拉昌德兰（Avinash Balachandran）说。

丰田汽车采取的方式是，依赖于人类驾驶员来处理部分甚至大部分任务，只有在检测到需要干预时，自动驾驶功能才会启动。

一辆完全自动驾驶汽车需要能随时处理所有事情。丰田汽车认为，相比之下，它采用的方法可以比等待自动驾驶汽车普及更快地挽救生命。

与此同时，这也保留了驾驶的乐趣。丰田汽车甚至在探索电脑能否教会人们成为更好的司机。

“关键是将目标从取代司机转变为拯救生命。”丰田汽车研究院负责人吉尔·普拉特（Gill Pratt）强调道。增强人类司机的技能更实际、更有利，“而不是只把驾驶员移走，扔掉他们所有的技能，然后试图取代他们。”

追求人机混合模式的汽车制造商，其另一个优势是，他们不必像完全自动驾驶汽车那样承担所有责任。大多数情况下，即使汽车配备了先进巡航控制系统或紧急制动等安全功能，驾驶员和保险公司仍需承担责任。

但要把人和电脑结合起来，并不总是那么容易。

“这是一门艺术。”普拉特举例道，“当你把部分任务交给人类时，就必须非常小心。”

尽管自动驾驶面临挑战，但自动化更适合许多驾驶任务。它们还能做人类做不到的事情，比如只踩前刹车或后刹车，或者对左右踏板踩不同程度的刹车。

预计这两种方式都会有支持者。大多数传统汽车制造商将更加关注混合自动驾驶功能，而新贵将优先考虑完全取代人类驾驶员可能带来的经济和安全效益。

值得注意的一个变化是，驾驶员的动作，如踩踏板或转动方向盘，可能不再是直接操纵汽车的方式，而是更多地向计算机表明驾驶员的意图。

01.

“守护者”模式

一位驾驶员正眯着眼睛斜视着午后的阳光，他加速到75英里每小时，穿过雷山赛道西侧背面的平缓弯道，而后爬上一座小山，他丝毫没有意识到快速逼近的危险。

在第6个弯道之后，赛道右侧出现了一个障碍物。普通驾驶员可能无法执行避免碰撞所需的规避动作。

但在这个例子中，丰田汽车研究所的工程师开发的自动驾驶系统，控制了这辆雷克萨斯LC 500。当检测到即将发生碰撞时，该系统会自始至终地监控汽车运行情况。

该车的自动驾驶系统敏锐地捕捉到，这款双门轿跑车的性能极限和危险场景，能精确地施加制动力和转向控制，以避免发生撞车事故，并使雷克萨斯回到正常路线上。这期间，没有任何可能使人类反应复杂化的恐慌或过度转向。

丰田汽车研究所极端性能智能控制部门经理约翰·苏博西斯（John Subosits）说：“它简直像石头一样冰冷。”

每年，丰田汽车研究人员大约去雷山6次，试用自动驾驶技术的最新核心软件。

本月他们构建了这场雷克萨斯场景，以展示自动驾驶软件如何处理极端操作并防止碰撞。在美国，每年有超过42000人死于交通事故。

这项技术是丰田汽车主动安全“守护者”方法的基础。“守护者”模式使用自动化系统来增强人类驾驶性能。人类在任何时候都处于控制之中，但当系统检测到需要纠正时，它会立即介入。

从理论上讲，这是人类驾驶和技术融合在一起的最佳表现的一个例子。

丰田汽车遵循人与机器之间的合作理念，因此，它在开发自动驾驶的汽车制造商和科技公司中显得与众不同。

对于自动驾驶，大多数人设想的是一种阶梯式进化，即自动化在驾驶过程中扮演越来越重要的角色，最终取代人类司机。而丰田汽车则认为，在可预见的未来，不会出现如此广泛的转变。

当然，Waymo和Cruise已经在旧金山和凤凰城运营机器人出租车，丰田汽车同时也在开发自动驾驶技术。但要达到规模，尤其是在私家车领域，可能需要几十年时间。

相比之下，丰田汽车相信其“守护者”方式可以防止碰撞，并在短期内保护驾驶员。巴拉昌德兰认为，这是尽快获得最大影响的最佳方式。

02.

丰田“自动化”理念

自动漂移技术是一项核心功能，可以解锁更复杂的驾驶场景，比如紧急操控。在整个雷山的两英里西部赛道上，丰田汽车已经在一辆Supra上磨练了这项技术。

苏博西斯解释道，算法可以分析汽车位置，每秒重新校准路线约20次，他们利用赛道边缘作为边界。当检测到障碍物时，障碍物所在位置就成为汽车必须避开的新边界。

这类似于大多数自动驾驶汽车开发商将路径规划纳入自动驾驶的方式。丰田汽车在系统控制汽车的方式上取得了进步。

传统汽车受自动制动或稳定控制系统限制。这些系统被校准为，在日常场景中以灵活性换取易于控制性，比如在结冰路面上打滑，或者为避开障碍物而突然转向。

当Supra的自动化系统在这个工作场景中，以专家精度指示输入时，敏捷性变得更有价值。工程师可以允许更多不同的偏航和侧滑，同时仍然保持驾驶平稳，并跟踪理想的轨迹。

“你会逐渐了解车辆在极限情况下的表现，从而培养出专家级别的驾驶技能。”苏博西斯说。 这些专家级的技能并不局限于机器。丰田汽车研究所人员表示，他们还可以利用人工智能来帮助人类成为更好的司机。

这项工作从开发一名“驾驶老师”开始。这是一名基于人工智能的驾驶教练，他可以根据学生的个人驾驶表现或习惯，从自动化系统中校准并提供学生所需帮助。

或者，人类可以通过丰田研究人员正在开发的一种生成式人工智能工具，精准定位问题所在，并获得量身定制的反馈。例如，学生可以在驾驶模拟状态下完成绕雷山一圈，然后问“我与专家相比如何？”，或者“我如何提高在第6个弯道的表现？”

丰田汽车拥有一辆测试专用电动汽车，名为GRIP，该车拥有四轮转向能力。它可以用来教学生基本漂移技术，只要点击一个按钮，GRIP就会自动旋转，就像现实世界中遇到黑冰的车辆一样。

学生们体验到这种可怕的感觉，并在赛道的滑行场地上练习反转向方法，而不是在现实世界中第一次面对这样的场景。

在研究表明人们普遍对自动驾驶技术失去信任之际，驾驶感可能是帮助人们建立对自动驾驶系统信任的一种方式。这不仅仅是针对新司机。根据联邦政府数据，当老司机在路上待的时间越来越长时，AI教练可能有助于提高其现有技能，并提供基本培训。

自成立以来，丰田汽车一直热衷于提高人类表现，这也是该公司将人类驾驶员留在驾驶圈的意图之一。

早在1890年代，日本发明家丰田佐吉（Sakichi Toyoda）就发明了一种纺织机。当一根线断了就会自动停止，从而简化工人的监督工作。

丰田汽车将这个纺织机技术视为其“自动化”理念的诞生。该概念描述了人性化的自动化，并在丰田汽车的准时制制造系统中发挥了基础作用。

当丰田汽车开始研发自动驾驶技术时，丰田章男（Akio Toyoda）认为，“自动化”理念必不可少。这一点在吉尔·普拉特第一次面试时就得到强调。

普拉特是丰田汽车研究所首席执行官兼丰田汽车首席科学家。他回忆说：“丰田章男当时说，‘完全自动驾驶可能很好，但它不能提升一个人的能力。’他要求我把这种人工智能技术应用到汽车上，但不能把汽车变成运输箱。”

在雷山赛道的极端环境中驾驶一天，你会发现，丰田汽车的自动驾驶绝非一个“运输箱”。

（本文部分内容综合Automotive News、Axios报道，部分图片来自网络）

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