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Vol.2 电推进汽车进化 ~第二部分~ 汽车将成为人类最贴身的机器人伙伴?

各个领域"机器人技术"的进化越来越多地成为人们谈论的话题,与此同时,支持我们生活的各种产品也随着机器人技术的导入而得到进化,具备了新的功能,变得更为便利。

机器人的作用何在?

虽然使用了机器人技术这一说法,但实际上机器人这一词语并没有正式的定义。此处为了方便起见,参照了工业机器人的定义,将"通过计算机程序控制的能够不间断且自动、自主执行特定作业程序的机械"定义为"机器人",将用于制造这种机械的特殊技术定义为"机器人技术"。

换而言之,应该也可以将用于作为身体的延伸完成人类肉体做不到的作业、或提高作业效率的"道具"向替人作业的"代理人"进化的技术定义为"机器人技术"。而家电产品和汽车就可以说是目前最为高级的代理人化产品。

实际上,近10年间投入汽车的新技术,可以说大多都与机器人技术有关。具体来说,比如自主执行作为汽车驾驶基础的"识别、判断、操作"、能够弥补人为失误的功能接连不断地被采用。

有一个不错的例子,那就是因在小型车系和轻型车中被大量采用而备受瞩目的"自动紧急制动系统(AEB:Autonomous Emergency Braking)"。该功能也被称为"防撞装置",即当前方出现静止又或低速行驶的汽车或障碍物时,如果判断因驾驶员忘踩刹车、或虽然踩了刹车但制动力不足,可能会发生碰撞,系统侧就会自动操作制动器,避免碰撞。

通过数据读取能够更加确保安全的系统

没有人会故意去撞击前方的汽车或障碍物。碰撞事故往往是因驾驶员在"识别、判断,操作"上的失误而引起的。比如因驾驶时漫不经心等没有注意到已接近前方行驶车辆的识别失误、不能准确掌握与前方行驶车辆的车距或速度差的判断失误、忘踩刹车或刹车踩偏、踩刹车的力度没有达到避免碰撞所需要的程度的操作失误……等等。

自动紧急制动功能就是通过弥补这类人为失误来避开危险的系统。通过雷达或摄像头识别前方的车辆或障碍物,当前方有行驶车辆时,随时把握车距和速度差,当判断可能会发生碰撞时,就强制性执行刹车操作,尽可能避免发生碰撞事故。

汽车根据自身的判断自动执行制动系统的功能自21世纪初期开始就以高档车为中心被采用。但是,当初的功能被称为“减轻碰撞损失制动系统”,不能做到完全停车,只能是监视与前方行驶车辆之间的车距和速度差,当系统判断已进入了危险区域时,首先通过鸣响警报、或振动加速踏板等提醒驾驶员注意。如果即使这样驾驶员也不执行刹车操作,当判断碰撞不可避免时,为了减轻乘坐人员的受伤程度,一点点勒紧安全带,并自动进行刹车,尽可能减速,以尽量减轻碰撞造成的伤害。

然而,这却引发了是不是不符合交通事故实际情况的质疑之声。最初的减轻碰撞损失制动系统作为"事故发生时车速越快、死伤的可能性越大"的对策,动作条件设定的是“时速15km以上无上限,感知距离为前方100m左右”。为此,传感器需要配置昂贵的毫米波雷达等,致使整个系统的成本偏高,让人感觉是仅限于高档车用的装备。

就拿日本国内发生的交通事故来说,整体约8成为汽车之间的撞车事故,6成左右是在时速30km以下发生的。同时,可以下定论的是7成以上归因于人为失误。该数据表明,十字路口的迎头碰撞和拥堵时不小心的追尾事故较多。如果真是这样,根本就无需用到减轻碰撞损失制动功能,推广普及更为简单低价的系统不是更有利于减轻整体损失吗?正是基于这种构想产生了现在的自动紧急制动系统。取代时速30km以下的动作条件和前方30m以下的遥感范围等情况的限制,通过提供价格更加低廉的系统促进推广普及,这一思路已经在海外获得了有效减少事故的验证,安全性得到了普遍认可。

另外,由于自动紧急制动功能可通过在所使用的系统中增加计算机程序来实现,多为成套采用的"误发动抑制功能"也属于机器人技术带来的恩惠之一。据统计,因为错踩制动踏板和加速踏板而引起的事故,仅日本国内每年就有7,000起左右发生。如果在停车场内发生这种事故,还有可能会引起汽车从大厦高层停车场跌落地面、或冲入前方建筑物内等大事故。因此,在汽车停止的状态下检测前方的情况,当判断近前有障碍物或墙壁时,即使强力踩加速器,也会限制发动机输出,使汽车不会发动,这就是误发动抑制装置的功能。虽然简单,但应该能够为减少事故本身做出巨大贡献。

对机器人汽车的期待及其背景

自动紧急制动所使用的系统将成为实现"机器人汽车=自动车(自主行驶汽车、自动驾驶汽车)实用化过程中至关重要的关键部分。作为汽车进化的方向之一,机器人汽车的出现勿容置疑。

汽车虽然是文明生活中不可或缺的存在,但是另一方面却带来了诸多社会问题,这也是不争的事实。首先就是事故造成的人员和物质损失以及汽车尾气造成的大气污染。从保护地球环境的观点来看,作为燃料的石油资源被大量消耗这一本身的对错就值得商榷。而机器人汽车虽然不能全面解决这些问题,但至少可望获得大大改善这些问题的效果。

如上所述,在交通事故的原因中,7成以上是源自驾驶员的人为失误。作为解决这个问题的措施,大量安全对策功能都实现了实用化。防止刹车踩过头致使车轮抱死的"防抱死制动系统"(ABS)"、在打滑路面依然能够保持车身稳定的"防侧滑系统(ESC)"、当驾驶员注意力不集中导致车辆偏离车道时,一边发出警告提醒注意一边恢复正常状态的“车道偏离修正系统(LDP)”、当行驶过程中有其他车辆接近时提醒注意的“盲区警示系统(BSW)”等均已经进入了实用化阶段。

如果这些功能与准确把握本车位置的"汽车导航系统"、自动调整车速与前方行驶车辆保持一定车距、遇到某种程度的弯道能够自动转弯的"带辅助转向功能的自适应巡航控制系统(ACC)"、进入车库或纵向停车时通过自动操舵进行辅助的"智能泊车辅助系统"、还有能够应对行人和自行车等的自动制动功能等组合联动,进行综合控制,那自主行驶所需的要素就一应俱全无一缺失了。

那么,这种配置的机器人汽车会带来什么样的效能呢?首先,至少应该不会比人更甚地在识别、判断、操作上出现失误,这样,事故的发生量就可望大大减少。实际上,据报告,Google在美国加利佛尼亚州进行了行驶试验的机器人汽车多台合计完成了约50万公里的无事故行驶。

但是,此话题还有后话。准确地说,实际上发生了2起事故,一起发生在停车场内有人驾驶时,另一起是在停车等信号时被后面的车辆追尾,都属于人为事故,不是自主和自动驾驶的问题,因此不计。

其次是减轻环境负荷。上坡或进入隧道入口等时,因驾驶员的下意识减速导致的拥堵问题将不复存在,而且还能根据行驶情况总是以最佳的燃油经济性连续行驶,因此,尾气造成的大气污染和石油资源消耗的问题也应有望得到大大改善。

机器人汽车的课题

对机器人汽车寄予厚望的另一个作用是对"出行弱者"的支援。在政府动向中,有一项是"强化地方自治体的权限",而且也在推进"向民间移交"。这样就导致了人口过疏地区等的基础设施难以维持,交通基础设施的取消合并步伐也因此加速。而另一方面,越是地方,商业店铺的集中化势头越是强劲,因此,为了维持日常生活,个人确保移动工具的必要性愈发彰显。

作为现实的应对措施,应该是对汽车的依赖性越来越强,然而,比如说老年人等对驾驶感到不安、因体能或视力等方面的原因在驾驶的适应性上存在问题时怎么办?关于这些问题的讨论不绝于耳。如果机器人汽车、而且比现有轻型汽车更为紧凑的"超小型移动工具"规格的机器装置得以普及,那么,这些问题的大多数都应该能够迎刃而解。

实现机器人汽车的技术性课题已经不算什么大的问题。2013年以来,实用化步伐大大加速,戴姆勒、奥迪、沃尔沃、丰田、日产等纷纷发布消息称已开始对开发中的机器人汽车进行行驶和验证实验。其中,有的公开声明目标于2020年左右上市,也许不到那个时候就能投放市场。但是,在此期间,还存在必须解决的课题。

首先就是对会不会发生机器人汽车特有事故的担忧。飞机是最先导入自动操纵技术的领域,现在,除起飞和降落之外,基本上都是自动航行。最初,操纵由自动转变为手动时,飞行员不能很好地应对,因此引起了各种各样的故障。同样的情况无疑也会在机器人汽车身上发生。实际上,笔者也曾经历过驾驶ACC(无辅助转向功能)汽车行驶在高速公路上,接近转弯处时就陷入了不用操作方向盘的错觉。在全自主自动驾驶汽车问世之前,这方面的问题应该是难以摆脱的吧。

对于跑长途运输等的专职司机来说,机器人汽车应该能够大大减轻劳动负荷。然而,另有一方面,越是高度化,驾驶员的必要性就越低。不难想象,这又将会引发就业的问题。

最大的课题是必须改变各种社会制度。比方说,当自主自动驾驶过程中发生了事故,责任之所在为何方?不对的是车主还是汽车厂商?当所有功能均正常,但还是发生了事故时,是不是属于允许这种东西在公路上行驶的政府的责任呢?……等等。对于这些问题,早就展开了反复讨论,但至今仍没有产生明确的答案。除此之外,损失保险制度是否可以照旧?如果对方是手动驾驶车时的过失比例占多少?诸如此类必须决定的事情堆积如山。

话虽如此,机器人汽车化的大潮流应该会一往无前地向前推进。为了最大限度发挥新技术的可能性,深化社会性讨论至关重要。

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