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自動駕駛車何時會進入我們的生活

自動駕駛車何時會進入我們的生活
徐世鋼

15年後日本將沒有汽車駕駛員?日本經濟產業省目前正在制定一個20年的產業發展計劃,預估在2030年之後,汽車將實現無人駕駛化,意味汽車司機將全部失業。(以上僅是日本經濟產業省預估,達成機會不大,或許可說 ”註定失敗”,請看下文分曉)

自動駕駛車緣起

自動駕駛汽車的概念車可追溯至1920年代及1930年代間,第一輛能真正自動駕駛的汽車則出現於1980年代。1984年,卡內基美隆大學推動Navlab計畫與ALV計畫;1987年,梅賽德斯-賓士與德國慕尼黑聯邦國防大學共同推行尤里卡普羅米修斯計畫。從此以後,許多大型公司與研究機構開始製造可運作的自動駕駛汽車原型。

2015年,美國有4個州(內華達州、佛州、加州與密西根州)通過了允許自動駕駛汽車的法規。這四州與華盛頓哥倫比亞特區都允許自動駕駛汽車於開放道路上進行測試,維吉尼亞州亦將跟進。

汽車製造商為了其自身的利益,想要區分兩者(autonomous car與self-driving car)間的不同。前者與今日所見的交通工具類似,在特定環境下接管駕駛人的控制而後者則更進一步。方向盤會完全消失,而車輛在全程行駛間均會使用與前者所備有之感測器、雷達與GPS等相同之系統。少數私家車仍會繼續存在,而城鄉間的道路上將可能充滿著共享的自動駕駛車輛。漸漸的,私人擁有ㄧ輛自動駕駛車會變的不必要。

應該稱自動駕駛車或無人駕駛車

首先我們應該先「正名」,應該分清楚自動駕駛車並非皆是無人駕駛車,目前自動駕駛車的名稱相當混淆,有稱為自動駕駛車(autonomous car or autopilot car) ,又稱為無人駕駛車(driverless car)、電腦駕駛車(self-driving car),或移動輪式機器人(robotic car),就連新聞報導或專業文章都時常混淆,首先,我們先來簡化成兩類:1.自動駕駛、2.無人駕駛,也就是有方向盤與無方向盤之分。

自動駕駛應用在日常生活中其實以已經非常普遍,幾乎人人用過的汽車cruise control或客機經常使用的autopilot功能皆可算是自動駕駛,這裡我們主張的近程目標是實用型90%的自動駕駛車,而不是100%的自動駕駛車,100%或應該稱為無人駕駛車。Google car的設計初衷就是無人駕駛車,但是申請道路測試時,加州政府為了安全理由,要求Google car要裝置方向盤才能上路。雖然Google car具備了無人駕駛車的規格,目前這個計畫的自動駕駛車的時速限制也必須控制在40公里以內。

Volvo為其自動駕駛汽車之自動化程度區分成四個階段:1.駕駛輔助,2.部分自動化,3.高度自動化,4.完全自動化。

各方高手積極開發自動駕駛車

目前,各大汽車製造廠積極開發研究自動駕駛車:Tesla、Mercedes-Benz、GM、大陸汽車系統、Renault、Toyota、Nisan、Audi、Ford、Volvo、Peugeot、及學術界的University of Oxford、 Carnegie Mellon University’s Navlab 、University of Parma VisLab、and projects in 1984 Bundeswehr University Munich’s Eureka Prometheus driverless car Project以及非汽車製造廠的Google、Apple、Uber & Lyft、Bosch。

其中以Google最有實用成果而且已經在美國加州Mountain View及德州Austin等4個城市實際道路測試了一百五十萬英哩以上。Google car幾乎快要成為自動駕駛車的代名詞,Apple更是以高度保密的方式在研發緊追在後,究竟Google與Apple誰會成為未來自動駕駛車的龍頭老大,我們且來分析一下。

自動駕駛車需具備什麼性能
自動駕駛車能以雷達、光學雷達、GPS 及電腦視覺、自動駕駛車輛網路系統等技術感測其環境。先進的控制系統能將感測資料轉換成適當的導航道路,以及障礙與相關標誌。根據定義,自動駕駛車能透過感測輸入的資料,更新其地圖資訊,讓交通工具可以持續追蹤其位置,即使條件改變,或汽車駛進了未知的環境內或在惡劣天候時依然能維持全面的駕駛安全。

此外,自動駕駛車還應該具備先進全電動車(如Tesla)的所有性能。

自動駕駛車輛網路系統

自動駕駛車輛網路系統應具備兩個部分:1.網際網路,網際網路的功能是隨時取得即時資訊包括:氣象、交通、衛星、事故、管制、施工以及市政總電腦或控制中心發佈的即時交通調控資訊。2. 區域網路,車輛間區域網路是指車輛與車輛的導航電腦之間的自動聯繫即時資訊。自動駕駛車輛網路系統應該是高效率無阻塞設計,所有資訊是即時的。這些技術由開發到成熟都有待時間與金錢的投入。

誰會成為未來自動駕駛車的龍頭老大

Google能有如今的成就是因為始終以「開放」與「共享」兩大策略擴大市場,也就是因為開放與共享吸引了全世界的精英積極投入努力開創,很快就成為了業界標準,迅速進入每個人的身活,如Google search, Gmail, Google map, Youtube, Android都是成功的範例,Google研發自動駕駛車並不會成為自動駕駛車製造廠,而是以授權與分享的方式擴大市場。Apple成功的朔造了品牌形象與設計包裝,成功的打入了精英階層,更以其高價高利潤策略使得公司快速成長,但是,「獨佔」與「不相容」終究會成為Apple的致命傷,iPad的失去媚力、iPhone市佔率快速下滑、 iWatch的雷聲大雨點小就是最好的明證,自動駕駛車是要普及是要進入每個人的生活,Apple卻是以高度保密的方式在研發,如果作風不改難成大局。另外有一家規模很小但是在全電動車市場赫赫有名的Tesla更有機會成為自動駕駛車的明日之星,在四月份發佈了最新版作業系統供車主免費升級,升級後就具備了自動駕駛車的基本能力,Tesla的自動駕駛設計概念是向車主學習,Tesla對於「自動駕駛」的定義與其他同業存在一定差距,Elon Musk表示未來Tesla推出的自動駕駛車輛能夠為駕駛人分擔90%的駕駛負荷,但從90%進步至100%卻存在更高難度,因此真正的「全自動駕駛車輛」還需要更長的研發時間來完善。

科技尚需突破項目

1.智慧化電腦圖像視別:電腦必須極為快速而有學習能力,由圖像立刻判斷是老人、兒童或是何種小動物,標的物的企圖與行進方向,2.車輛間區域網路:車輛與車輛的導航電腦之間的自動聯繫即時資訊可知道與前車是否順路同時起步同時減速可達到最高的效率,3.更高效率及更高容量重量比的電池。不僅能達到上述所有要求,還要以時間、技術、量產等因素同時努力來降低成本,達到市場可接受價格。

科技始終來自於人性

「科技始終來自於人性」是Nokia 很有名的Slogan標語。但是,在日常生活中我們往往被很多標榜多功能的科技產品所困擾,你家裡是否有過多令人煩惱的遙控器,在辦公室以及在居家是否有過多的智慧科技產品,如:智慧電視、智慧電話、智慧電梯、智慧電冰箱、智慧洗衣機、智慧電腦門鎖、智慧冷氣控溫、智慧車庫、智慧防火、智慧防盜等不勝其煩,擁有智慧產品愈多卻愈覺得自己缺乏智慧。「科技始終來自於人性」就是要把複雜的科技人性化,最佳的例子就是過去十多年Apple產品以簡單易用在世界市場得到空前的成功。

自動駕駛車計劃還有許多外在條件的配合:高速公路與一般道路的規劃、交通號誌與道路標示的規範、通訊與網路系統全面覆蓋、老舊車輛的行駛規範、全天候的號誌訊號系統、法令制度的配合等。
自動駕駛車計劃分階段實施,全面規劃考量才是科技的人性。

高速公路立即升級為高速鐵路

90%的自動駕駛車除了具備自動停車、自動招車、自動避碰、防止人為錯誤之外還有自動巡航、自動尾隨等功能,在一般公路就可以較高的效率自動尾隨,因為車輛與車輛的導航電腦之間的自動聯繫即時資訊可知道與前車是否順路同時起步同時減速可達到最高的效率。上了高速公路自動尾隨就可發揮更高的效率,將高速公路內側一線規劃為自動駕駛超高速線道,內側二線規劃為自動駕駛高速線道,當駛上高速公路時先行駛在外側車道,會與一般老舊車輛共用車道,就會發生加速減速變還車道與避碰等情況,實際車速與老舊車輛差不多,但是,你的自動駕駛車如果已經設定了目的地進入自動巡航模式就會自動變換入內側二線高速線道以70-80mph高速巡航,你的自動駕駛會判斷你的目的地還很遠就會自動變換入內側一線超高速線道以90-100mph超高速巡航,這時内側兩線車道宛如兩列火車,此時,高速公路立即升級為高速鐵路發揮最大的承載效率。

為什麼稱為90%的自動駕駛車呢?剩下的10%是因為保留了方向盤,駕駛座上有一位合格的成人駕駛,在有需要時僅要操控方向盤即可立刻取回控制權,特別是車行在擁擠的巷弄時控制權特別重要,試想,如果一輛100%自動駕駛的無人駕駛車(無方向盤)駛入了通化街夜市,導航電腦偵測到四周圍的人群以極不規則方向移動,電腦程式以安全的最高指導原則進行運算,其結果一定是立即煞車寸步難行。

自動駕駛車的未來預測

前面所提的日本經濟產業省預估15年後日本將沒有汽車駕駛員,實在達成機會不大,頂多可達成ㄧ部分,最大的問題還是無人駕駛車需要內在與外在的條件整體的配合,最大的問題還是人的問題,包括了城市規劃與人的行為規範。如果目標改為90%的自動駕駛車就肯定能達成。

這裡我們以各界不同的資料來做個預測:大約4~5年後2020年我們在日常生活中會經常遇到自動駕駛車,全世界的自動駕駛車數量超過數十萬輛,大約2025年全世界的自動駕駛車數量接近千萬輛,大約2030年因為量產與科技進步使得價格大幅下降,自動駕駛車受到上班族的喜愛,開始進入一般家庭,因為大環境的漸趨完善自動駕駛車開始朝向無人駕駛改變,再過幾年無人駕駛車在大街小巷穿梭,其中有1人座、2人座、4人座各種尺寸依需要叫車物美價廉,買私家車已經變成不必要,根本解決了城市停車位問題。我們也很快就可以看到公路上擠滿了自動駕駛汽車,而且每位駕駛都悠閒自在地喝著咖啡、看著視訊或是閱讀電子郵件。

五項少為人知的太陽能事實

五項少為人知的太陽能事實
陳志宏

大家都知道,太陽能是一種清潔的可再生能源,而且相關的科技發展非常迅速。然而有許多其中的資訊並不被大家注意到。下面列了五項比較有意思的事實和大家分享。

1. 太陽能是世界上來源最充沛的能源。
在任何時刻都有大約173,000 兆瓦(1012W)的太陽能照射到地球,超過世界能源消耗總額一萬倍以上。

2. 在古希臘時期,太陽能曾被用在戰場上。
根據歷史傳說,古希臘的數學家暨發明家阿基米德,是第一個將太陽能用於實戰需要。在公元前212年,希臘對羅馬在敘古拉(Syracuse)的戰場,阿基米德利用銅盾反射的特性把太陽能聚集而將羅馬戰鑑燒毀。儘管有些歷史學家對這段歷史持懷疑的態度,實驗證明阿基米德的熱光束攻擊是非常可行的。

3. 太空產業是早期利用太陽能的工業之一。
通訊衛星Tesla 在1962年首度發射時,它的表面蓋滿了每個只能產生14瓦電力的太陽能板。現在這個國際太空站有八個太陽能板列用來供應它的需求。每個太陽能板列的長為112英呎,寬為39英呎。整個系統可產生約110千瓦的電力,足夠供應22個家庭的電力需求。

4. 位於加州Mojave 沙漠的Ivanpah太陽能發電系統是世界上最大的太陽能工程。
Ivanpah太陽能發電系統工程在加州的Mojave沙漠佔了3500英畝的地,估計共有35萬片由電腦軟體控制的鏡子把陽光反射到座落在三座高塔頂端的鍋爐。陽光集中後的熱經鍋爐產生蒸汽再用管道送到發電機的渦輪發電。這個工程已經從2014年元月開始運作,估計產生的電量足夠供應140000家庭所需。

5. 太陽能發電的成本已快速的降低。
隨著太陽能發電成本的降低,對住家和商業而言都逐漸能接受太陽能發電產生的費用。根據太陽能工業協會的資料,比較起2011年年初,全美太陽能發電板的平均價格已下跌了百分之六十。目前安裝商業用的太陽能發電系統費用平均約為每瓦$2.25。

在所有的再生能源中,太陽能是最可靠的而且來源充沛遠超過人們所需。隨著相關科技的發展,希望依賴石化燃料的時代能很快的結束。