由美國國防部先進研究計畫署資助舉行的第三屆自動駕駛車輛大賽,預計在2007年11月3日美國洛杉磯舉辦。比賽規則是不准人駕駛、也不准人遙控、但車輛要安全達成預定的任務。這項有趣的比賽該怎麼進行呢?

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Brain.com 全民報新聞)車輛在馬路上開動,遇到紅燈要停,綠燈才能走,必需要走在畫白線的車道裡面。與前一輛車的距離,要每 10 哩(16 公里)時速間距一個車身的長度。發現前面有停著不動的車輛,必須在 10 公尺之前切換左車道繞行,經過停著的車一個車身長,切回右線車道,在三個車身長之內完成切回右線。左轉,必須在對面來車到達路口 10 秒鐘前轉過去。看到地下有個坑洞要避開,遇到路障要迴轉另找出路……。
   
  不錯,這是賽車的規則。只是,什麼樣的車、什麼樣的比賽,怎麼會用到這麼瑣碎又稀鬆平常的規則?但這是預定在美國洛杉磯東北城外小鎮 Victorville,11 月 3 日舉行的正式賽車,凡在六小時內按規則走完 100 公里的,第一名可獲 200 萬美元獎金,第二名 100 萬、第三名 50 萬。這麼多的獎金、這麼輕鬆的規則,有這麼好的事?當然沒有,因為這些規則不是給人預備的,是給車預備的,這是第三屆自動駕駛車輛大賽,自動駕駛的定義很簡單:不准人駕駛、也不准人遙控、但車輛要安全達成預定的任務。
   
  自動駕駛車輛大賽,是簡稱 DARPA 的美國國防部先進研究計畫署資助的,第一屆是 2004 年,第二屆是 2005 年,都是在規定的時間走完預定的路線,第一屆沒有車輛合格。第二屆在賭城拉斯維加斯北方的沙漠裡舉行,賽前兩小時發給路線地圖,讓車主把資料輸入,然後誰最先在十小時內走完 220 公里全程,可得 200 萬美元獎金,沿途經過沙漠、崎嶇山路、隧道、小橋。結果史坦福大學研發的 Stanley 大眾 VW 休旅車,以 6 小時 51 分奪魁。參賽的 23 輛車,有 5 輛合格,在十小時內自己走完全程。
   
  2001 年,美國國會要求軍方在 2015 年要有三分之一的車輛,不需人駕駛,自行開動到目的地、完成任務。DARPA 是國防部高科技仲介機構,藉高額獎金讓民間發展技術,自動駕駛車輛雖說為了軍事原意,這個題目卻激發了熱潮,研究人工智慧的大學係所,製造機器人的企業,電腦軟體公司,汽車製造廠,甚至三五知己幾個玩家,都相繼組裝這個道地的自動車,因為一旦發展有成,民間的市場絕對比軍方大得多,況且自動車也沒有複雜的理論,用市面上買得到的儀器來收集周遭的環境資料,經過電腦運算,下指令讓車子前進、後退、左轉、右轉、停。當然軟體的設計直接影響車輛的反應,必然是競賽輸贏的關鍵。
   
  沙漠裡沒有人、沒有別的車輛,僅能說是性能的靜態展示,要自動駕駛有實用價值,必要融入真實的環境,所以 DARPA 給大家兩年的預備,舉辦這第三屆的比賽「城市挑戰」(Urban Challenge),把自動駕駛從沙漠移到市區,進了市區不但要遵守交通規則,而且要安全的轉彎、變換車道,與鄰近車輛也要保持安全距離,同時也要躲避路上障礙、與路面的坑洞,禮讓過馬路的行人。比賽的地點遲遲沒有宣佈,僅說加州一個城市,起先大家還以為要融入市區的實際車流,宣佈地點後,才知道是在一個舊飛機場模擬城市的狀況。
   
  前年贏家史坦福大學的 Stanley,改裝取名 Junior,繼續參加城市挑戰,除了維持 Stanley 原有的攝影機、雷達、雷射、GPS、電腦等裝備之外,同時加強了雷達的偵測距離,並用了八組 LIDAR 光雷達系統,對各方向發射光束,從反射計算距離,這些偵測到的資料,立即送到兩台四核 2.3 GHerz 電腦運算,將結果傳送到汽車的控制與動力機械。史坦福大學電腦教授 Sebastian Thrun,是 Junior 隊的領隊,說為了這次比賽特別採用精準的GPS,來衡量車輪的轉動與行車方向,使行車不致偏離。
  
   Junior 在幾個月前就亮相了,好像志在必得、再次贏得競賽。美國東部的科技學府麻省理工學院MIT,有些不甘示弱,也在上週公佈了以 Land Rover 改裝、取名 Talos 的參賽車。車裡安裝了雷射測距器、雷達、GPS、照相機,MIT 隊領隊航太教授 Emilio Frazzoli 解釋說,這些裝置所收集的資料,進入十台 4 核電腦處理,也就是一共有 40 個處理機同時處理這些資料,先把這些資料建構一個車外環境圖,然後再決定怎麼用圖上的資料。每一秒鐘,電腦能運算出一千多種可行的動作,然後 Talos 會尋找安全性最高或然率的動作,傳給汽車的機械,開始行動。
  
   城市挑戰,一共有 35 輛車參賽,10 月 26-31 日為初賽,11 月 3 日為決賽,都在 Victorville 的舊空軍基地舉行。這 35 輛已經是審查合格的車,由主辦單位親臨報名參賽各隊的研發地點,觀看自動車展示幾個基本動作,先淘汰不合格的車輛。這次競賽不若兩年前在現場發給各車路線圖,而是在半年前先公佈賽車規則,列入優勝的評審要件,所以除了行車快速,更要謹慎遵守規則,維持行車的高品實。
   
  比賽怎麼開始?車往哪裡走?不急,賽前幾分鐘發給每車一個 USB 隨身碟,把資料錄入車裡電腦之後,車輛就得自動依指令開動,進行各項競賽,不再允許人工的處理。
  
  以下是 2005 年大賽的幾段影片,請讀者觀賞,體驗一下「自動車」的性能。影片裡兩輛車一組,前面一輛是無人駕駛的自動車,後面有小紅旗的一輛是有人駕駛的裁判車,裁判手持遙控器,緊急的時候遙控停車,參加比賽的車輛必需提供遙控停車的功能。

開始起步
一輛一輛過橋
路線中途千奇百怪的無人駕駛設計

第一名 Stanley
德國大眾 VW 柴油五缸休旅車,6 小時 53 分走完 220 公里全程。
第二名 SandstormHMMWV 中型吉普,7 小時 4 分走完全程。
第五名 TerraMax 是 16 噸大卡車,12 小時 51 分走完全程,雖然超出規定的 10 小時,龐大車身的動作,叫人嘆為觀止。