自动驾驶汽车的百年历史：无人驾驶革命中发现的未来
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第一批“自动驾驶”是船。经过几个世纪与风浪的搏斗，水手们设计出精巧的装置来利用自然力来代替人类。那些都是简单而巧妙的解决方案，比如今天仍在使用的薄板到分蘖器系统。
要安装它，你只需拿起三角帆（控制前面较小的帆的绳索），让它绕着滑轮转一圈，再绕着甲板转一圈。最后把一端绑在舵柄上（掌舵的棍）。当刮起一阵风，船开始迎风旋转时，三角帆就会拉起滑轮上的绳索，猛地拉起舵柄，把船转向相反的方向。
航海时代，像这样的技巧帮助水手减轻长时间掌舵带来的疲劳。当你的游艇像铁轨上的火车一样在白色的浪花中穿梭时，你可以享受浪花带来的乐趣。第一批“自动驾驶”的舵柄被改装用来驾驶，但这种旧技术并没有从海洋跳到陆地上。
尽管我们可以想象一些可怕的、徒劳无功的尝试，但直到1891年，奔驰公司发明了方向盘，这个问题才得以解决。
在陆地上，当机器取代动物时，自动驾驶实际上变得更加困难。与牲畜的肌肉力量相比，机动化是一个巨大的进步，但这是以牺牲脑力为代价的。骑马的人，甚至是车夫，在马背上睡觉早已司空见惯。他们尽职尽责的动物会一直沿着路走，或者突然停在他们的小路上。
然而，小汽车和卡车需要司机一秒一秒地引导它们。汽车很快备受欢迎，加上它们的重量和速度带来的风险越来越大，催生了各种实验性的自动转向方案。1925年，一辆遥控汽车在纽约展出，让人们看到了即将到来的无人驾驶汽车，这让公众既兴奋又害怕。
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这两辆被《纽约时报》乐观地命名为“美国奇迹”的车，在百老汇大街上被千人簇拥着向前行进，用《纽约时报》的话来说，“仿佛方向盘上有一只看不见的手”。
在20世纪20年代，机动车每年夺去数万人的生命，死亡率是今天的18倍。这项新技术有望使城市街道再次变得安全。但这些希望很快就破灭了，因为这台未来汽车的驾驶员先是在第六十二街失控，过了一会儿又在哥伦布环岛失控，最后这台想要成为奇迹的汽车撞上了另一辆车。
无论如何，汽车工业继续幻想着遥控汽车。在1939年的世界博览会上，通用汽车公司的“未来世界”展览展示了一个巨大的美国城市机动模型。自动驾驶汽车、卡车和公交车穿梭在自由流动的高速公路上，在细长的摩天大楼林立的繁华地区纵横交错。
甚至还有一个交通控制塔，正如未来城市的设计者所设想的，在那里调度员可以通过无线电指挥数万辆汽车的移动。到了20世纪50年代，埋在路面上的导线已经取代无线电成为遥控车辆的首选技术。讽刺的是，美国无线电公司（RCA）在20世纪50年代首次成功地演示了这种方法。
这些早期的原型车展示了自动驾驶在技术上的可行性，但是高昂的成本和对这些功能的缺乏需求意味着无线电控制和线导汽车都不受欢迎。这条公路的标价被认为高达每车道英里20万美元。如果全部建成，这条道路的升级可能会使州际高速公路系统的建设成本增加40%以上，这已经是美国历史上最大的公共工程项目。
与此同时，尽管长时间或深夜驾车的又辛苦又危险，汽车制造商仍然受到了消费者驾车的追捧。他们专注于生产性能强劲、驾驶起来令人兴奋的新型汽车。
这些早期的梦想设想了一个基于外部引导的无人驾驶未来。但到了20世纪60年代，重点已经转移到利用计算机的新技术来设计能够真正独立自主驾驶的汽车，而不需要外界的帮助。斯坦福大学的研究人员第一次在任何地方制造出了使用摄像机观察、计算机导航的机器人。在高度控制的实验中，这些早期的机器人会沿着白线，避开路上的障碍物。
自动驾驶并没有长期局限在实验室里。cpu和图像处理技术得到了改进，到20世纪70年代末，筑波大学机械工程实验室的工程师们能够在日本的道路上测试世界上第一辆自动驾驶乘用汽车。
第一批AVs以每小时20英里的速度行驶，使用两个摄像机来视觉上检测街道标记。上世纪80年代，这一行动转移到了欧洲，西德武装部队大学教授Ernst Dickmanns用自己设计的自动驾驶设备改装了一辆梅赛德斯-奔驰货车，与汽车巨头戴姆勒展开了长达10年的合作。
最后，轮到美国人了，卡耐基梅隆大学在20世纪90年代带头。随着建造自动驾驶机器的竞争在全球蔓延，软件迅速改进，电脑变得越来越快，开启了新的可能性。到90年代末，在美国、德国和日本，第一次在自动控制下的越野旅行被记录在案。
AV发展最紧张的时期还在后面。在21世纪初，五角大楼对这一新兴技术越来越感兴趣。为了集中分散的研究小组的力量，促进与国防和汽车工业更紧密的联系，国防高级研究计划局（美国军方最独立的研究资助机构）在2004年、2005年和2007年组织了一系列公开竞赛。这些被称为“大挑战”的项目提供了数百万美元的奖金和无价的声望，并吸引了来自学术界和产业界的数十支团队。
竞争对手把他们最好的硬件和软件进行测试，从远处观看他们的AVs试图穿越开放的乡村和更郊区的设置在一个废弃的军事基地。2004年的比赛没有获胜者，所有参赛者都没有到达终点线。一年后，斯坦福大学的中奖车辆获得了200万美元的奖金。
DARPA的竞赛加速了无人驾驶汽车的发展。斯坦福大学在2005年取得的第一名是它在道路图像处理方面开创性地使用机器学习的结果。机器学习是一种人工智能编程技术。
这些竞赛将人们的注意力集中在新兴技术的可能性上。没有人对军方对AVs日益高涨的兴趣感到震惊。潜在的民用应用引发了一波猜测，这是第一次，自动驾驶技术的实际商业应用似乎触手可及。
这给汽车行业敲响了警钟，但并不是所有人都听到了。大多数公司的注意力都集中在2007 - 2008年的金融危机和随后的全球衰退上。特别是美国的汽车制造商，在利用AVs的机会时，需要大量的投资，从实验室到市场的旅程。汽车制造商要么破产，要么接受联邦政府的救助。与之相反，硅谷向前发展。
2009年，斯坦福大学获奖团队的负责人Sebastian Thrun在谷歌主持了一个新的自动驾驶汽车项目。这家搜索巨头曾在其极为成功的手机操作系统安卓上押下重注，汽车似乎会成为下一个大型计算平台。谷歌能拥有汽车软件的未来吗?这似乎是一个明智的选择，首席执行官兼联合创始人拉里·佩奇对电动汽车的毕生兴趣给了他们足够的支持。
2015年5月13日，一款新的谷歌自动驾驶汽车在加州山景城谷歌X展出。| 图源：Getty Images
谷歌的举动花了几年的时间才被人们接受，而它刚被接受，不仅在汽车行业，包括在计算机和出租车行业，突然之间，每一家主要汽车制造商、每一家叫车公司，以及苹果等相互竞争的云软件巨头，都迅速动员力量开发自动驾驶汽车。
当内部项目无法产生令人信服的结果时，许多公司只是收购有前景的初创公司，以获得所需的技术。仅在2016年和2017年的两年时间里，自动驾驶汽车技术就有了约800亿美元的投入。
最大的一笔交易是英特尔在2017年恐慌中收购了计算机视觉先驱移动眼，后者是一家总部位于以色列的计算机视觉系统制造商，当时的估值高达150亿美元。
随着这一并购热潮的展开，将汽车制造商和科技行业联系在一起的合作伙伴和交叉持股网络变得更加错综复杂。世界上最大的两个消费行业——计算机和汽车——已经在彼此身上看到了自己的未来。但他们无法决定是要聚在一起，还是互相狼吞虎咽。
到2018年，他们的辛勤工作和高额融资终于有了回报。12月，谷歌衍生公司Waymo在亚利桑那州的钱德勒悄悄推出了全球首个真正的无人驾驶出租车服务。在Tsukuba首次试驾AV 40多年后，在招聘Thrun近10年后，该公司开始接受无人驾驶汽车穿越凤凰城郊区的请求。有报道称，这家科技巨头已经拨出100多亿美元来打造自己的自动驾驶帝国。最后，漫长而痛苦的选择投票制终于结束了。
“马车能够做到的任务，几乎没有自动驾驶汽车不能做的，甚至可能做的更好”。世界第一大车展开放于麦迪逊广场花园，接着位于26日街和麦迪逊大街时，《纽约时报》在1903年1月12日做出了如上报道。
一个世纪后，《纽约时报》仍在关注此事，这次以同样的热情兜售自动驾驶时代的工程奇迹。2018年，专栏作家David Leonhardt写道：在我驾驶半无人驾驶汽车的第四天，我已经准备好跨入未来。
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就像汽车一样，电动汽车引发了人们对新技术对个人和社会益处的大胆猜测。但这对未来意味着什么呢？
首先，自动驾驶技术的拥护者表示，这一技术可以消除几乎所有由汽车造成的死亡。据估计，20世纪有6000万人死于车祸，这比二战期间所有军人和平民的死亡人数还要多。
但尽管汽车已经变得更加安全了，“杀人”事件仍在继续，因为机动车正在向缺乏熟练司机和交通规则的新国家蔓延。全球每年都有140多万人死于交通事故，倡议者称，这些事故中的绝大多数本可以通过自动驾驶技术避免。
其次，AVs的支持者认为，交通拥堵将会消失。过度拥挤的道路造成的经济损失是巨大的，而且由于无处不在的移动电话中嵌入了位置追踪设备，这种损失比以往任何时候都更容易衡量。
利用手机留下的大量旅行记录，远程信息处理公司Inrix估计，仅在美国，司机在交通上浪费的时间带来的经济损失每年就超过3050亿美元，即每个司机近1500美元。而AVs由于更快的刹车反应，软件驾驶的汽车可以在高速公路上安全地把更多的车挤得更近。
第三，倡议者希望自动驾驶汽车能惠及全球。汽车在20世纪为数亿人提供了出行便利，但当汽车的成功分散了人口，并抽走了公共交通的资金时，许多人发现自己在自由出行方面面临着新的障碍。在美国，就有超过2500万人患有残疾，限制了近六分之一的劳动力的出行。
AVs不仅将把汽车旅行带给那些身体上没有能力开车的人，还将为老年人、年轻人和那些自己买不起车的人提供新的旅行选择。随着残疾人不再作为局外人进入劳动力市场，老年人更容易获得医疗服务，儿童享受到更广泛的教育和充实机会，其带来的社会和经济利益可能是巨大的。
这个乌托邦什么时候会到来？如今AVs仍然是一个新鲜事物，尽管开车有很多麻烦和危险，但仍然是最具成本效益的技术。今天，在本世纪20年代初，即使最疯狂的预测成真，在世界高速公路、街道和人行道上行驶的真正的自动驾驶汽车也将不到100万辆。
在接下来的十年里，AVs的数量注定会快速增长。到2030年，全球智能汽车、卡车和公共汽车的总人数可能会达到数千万。它们将与大约20亿人类驾驶的汽车和卡车共享道路（误差几亿）。
即便如此，在全球汽车数量中，AVs似乎也只是一个零头。但是，这场革命将以惊人的、外科手术般的精确和压倒性的力量发动。就像赛博朋克小说家William Gibson曾经说过的一句名言，未来已经在这里，只是它不是均匀分布的。
2016年9月13日，优步自动驾驶汽车的试点模型在宾夕法尼亚州匹兹堡的优步先进技术中心展出。| 图源：AFP/Stringer/Getty Images
我们首先注意到的变化将发生在出租车上。大多数市场分析人士认为，到2030年，工业化国家的所有出租车都将实现自动化。在美国，这一数字是30万。加上所有的Ubers和Lyfts，总数接近100万。
无人驾驶出租车从我们的机场和度假胜地蜂拥而出，穿过我们最喜爱的市中心，可能会成为一代人的自动化面孔。无人驾驶出租车的出现，可能会从根本上改变消费者对汽车的看法。只要轻轻一击，电脑司机就能上路，而且机器人出租车非常便宜，人们可能会完全放弃私家车。如果我们一起来做这个转变，将只需要更少的车辆来运送同样数量的人。
自动化还将使私家车更有用，软件将从根本上减少拥有私家车的麻烦。仔细想想。自动汽车不仅会为你开车，它们还会自己停车，自己去车库加油和修理，自己付保险账单（当然是用你的钱）。我们会简单地把我们愚蠢的汽车换成智能的汽车，继续像现在这样到处兜风。
从长远来看，我们可能会看到两种情况的混合。到2040年，共享的自动驾驶汽车占据主导地位，新车销量下降50%，这是一个翻天覆地的变化，汽车制造商仍将每年在全球生产大约3000万辆自动驾驶汽车。其中一半将在中国，另外四分之一将在美国，剩下的将分散在欧盟，日本和新兴市场。
然而，尽管汽车制造业务萎缩，使用汽车、面包车、小型摩托车和其他产品的业务将会增长。如今价值2万亿美元的全球汽车制造业所剩下的，将被并入一个更大的个人交通服务市场，预计到本世纪中叶，这个市场的年规模将达到7万亿至10万亿美元，大致相当于今天整个欧盟的经济规模。
仅Waymo一家公司就希望到2030年占据1.7万亿美元的市场份额，还有优步、亚马逊和阿里巴巴，更不用说福特、通用和大众等公司，不会轻易放弃这块新疆域，他们对未来的自动驾驶服务业务也有自己的设计。
因此，尽管无人驾驶革命从涓涓细流开始，但不久之后，这种缓慢的滴水将变成洪流。到2050年左右，大部分人类驾驶的汽车将会消失。一群更小、更智能、形状和尺寸各异的自动驾驶汽车将取代它们。有些是私人的，有些是共享的。有的能搬一个人，有的能搬上百个甚至更多。有些仅仅通过观察我们的城市世界或指挥交通来帮助我们。多样化的AVs车队将比我们今天的汽车行驶更多的里程。
人们很容易把无人驾驶革命看作是20世纪汽车的重演，只不过规模更大，是计算机精心设计的。但是，过去的任何事情都不能让我们为未来做好准备。全速前进、变化的步伐将使我们迷惑不解。在美国，从1920年汽车开始大量涌入城市，到1980年，汽车的全面机动化花了大约60年的时间。接下来的40年，从1980年到2020年，是一个饱和时期。
通勤者花在路上的平均时间增加了近两倍，交通拥堵造成的经济损失增加了十倍，达到每年1660亿美元。我们花了很多时间寻找限制汽车使用的方法，并投资于替代品。
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自动化可能只需要20到30年，如果说汽车的历史能教会我们什么的话，那就是我们在无人驾驶革命中发现的未来不会是我们所期待的。
本文来自W·W·诺顿出版的《幽灵之路:超越无人驾驶汽车》，Anthony M.Townsend著
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