DARPA挑戰(zhàn)賽,美國自動(dòng)駕駛的“創(chuàng)新發(fā)動(dòng)機(jī)”
1957年10月,前蘇聯(lián)發(fā)射了世界上首顆人造地球衛(wèi)星“旅行者一號(hào)”,對(duì)美國產(chǎn)生了巨大的震懾,當(dāng)時(shí)被認(rèn)為是二戰(zhàn)“珍珠港事件”后給美國帶來最嚴(yán)重的安全恐慌。
1958年,為了應(yīng)對(duì)前蘇聯(lián)的科技威脅,時(shí)任美國總統(tǒng)艾森豪威爾批準(zhǔn)組建了高級(jí)研究計(jì)劃局(Defense Advanced Research Projects Agency),簡(jiǎn)稱DARPA。
DARPA由一批優(yōu)秀企業(yè)家和年輕科學(xué)家們組成,主要成員幾乎都是30歲左右的年輕人。并且從創(chuàng)建開始就遠(yuǎn)離了各種無用的官僚主義,成為美國國防秩序森嚴(yán)體系下的一片單純追求技術(shù)創(chuàng)新的“凈土”。
DARPA的主要工作就是發(fā)現(xiàn)、改進(jìn)、投入、放手,以軍事需求為牽引,轉(zhuǎn)化為民用領(lǐng)域,爭(zhēng)取資金和最新技術(shù)支持。
作為國防部下?lián)碛刑厥獾匚坏臏?zhǔn)獨(dú)立機(jī)構(gòu),DARPA的匯報(bào)機(jī)制也十分簡(jiǎn)單。創(chuàng)辦之初只需要直接向美國國防部長(zhǎng)匯報(bào),現(xiàn)在則是向分管研究與工程的國防部副部長(zhǎng)報(bào)告,不受來自外部的其它任何部門或個(gè)人牽制。
位于弗吉尼亞州阿靈頓縣的DARPA總部
DARPA成立初期的主要任務(wù)都與對(duì)前蘇聯(lián)的防御有關(guān),主要集中在航空航天、彈道導(dǎo)彈防御和核試驗(yàn)探測(cè)三大領(lǐng)域。
DARPA研究的所有目的,都是為了讓美軍贏得未來可能出現(xiàn)的軍事沖突。
一份60年代的DARPA內(nèi)部報(bào)告中寫道:“一系列人類行為研究均與國防相關(guān)!
DARPA內(nèi)部報(bào)告
DARPA先后成功啟動(dòng)了數(shù)百個(gè)重大科研項(xiàng)目,其中最為突出的項(xiàng)目成果包括互聯(lián)網(wǎng)、半導(dǎo)體、個(gè)人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)(UNIX)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、無人駕駛、隱形飛機(jī)等。
DARPA科研項(xiàng)目成果長(zhǎng)卷(1957-2018)
如今我們使用的互聯(lián)網(wǎng),前身叫做“阿帕網(wǎng)”!鞍⑴痢保礊楫(dāng)時(shí)高級(jí)研究計(jì)劃局的縮寫ARPA。
DARPA并不能算是一個(gè)嚴(yán)格意義上的科研機(jī)構(gòu),因?yàn)樗⒉粡氖聟⑴c具體的研究工作。它更像是一個(gè)國家設(shè)立的風(fēng)險(xiǎn)投資機(jī)構(gòu),專門投資和管理一些“高風(fēng)險(xiǎn)、高收益、前瞻性”的基礎(chǔ)科學(xué)研究。
總體來看,DARPA始終能夠洞見戰(zhàn)略科技最前沿,聚焦主題設(shè)置相應(yīng)技術(shù)辦公室,牢牢把握國防科技創(chuàng)新主動(dòng)權(quán)。正是由于DARPA的存在,才引領(lǐng)美國的國防技術(shù)水平始終走在了世界先進(jìn)技術(shù)的前列。
自動(dòng)駕駛,也是DARPA掀起未來科技浪潮中的一朵浪花。
美國自動(dòng)駕駛的起源
2001年,美國深陷阿富汗戰(zhàn)爭(zhēng)。美國國會(huì)為了加速軍事領(lǐng)域的自動(dòng)駕駛技術(shù)發(fā)展,授權(quán)DARPA組織了Grand Challenge(無人駕駛挑戰(zhàn)賽),并為獲勝團(tuán)隊(duì)提供100萬美元的獎(jiǎng)金。
DARPA挑戰(zhàn)賽最終的目的其實(shí)是想讓美軍三分之一的車輛在2015年達(dá)到無人駕駛。雖然無人駕駛挑戰(zhàn)賽僅舉辦了三屆,卻對(duì)行業(yè)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。
2004年3月13日,第一屆DARPA挑戰(zhàn)賽在美國莫哈韋沙漠地區(qū)舉行,但沒有任何一輛參賽車完成這條路線,因此沒有宣布獲勝者,也沒有給予現(xiàn)金獎(jiǎng)勵(lì)。卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的賽車Sandstorm(改裝的悍馬車)行駛最遠(yuǎn)的距離,完成了11.78公里(7.32英里)的路線。
2005年,第二屆DARPA挑戰(zhàn)賽需要在10小時(shí)內(nèi)通過沙漠地形航行175英里,并且不允許人工干預(yù)。最終有5臺(tái)車輛完成了212公里(132英里)的賽程,斯坦福大學(xué)特倫(谷歌無人駕駛之父)帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)最終贏得了冠軍。
2005年奪冠車輛,斯坦福團(tuán)隊(duì)的“Stanley”
2007年,第三屆挑戰(zhàn)賽也被稱為“城市挑戰(zhàn)賽”(Urban Challenge),當(dāng)時(shí)的賽道全長(zhǎng)60英里,參賽車隊(duì)需在6小時(shí)內(nèi)完成比賽。
11個(gè)參賽團(tuán)隊(duì)主要代表大學(xué)和大型企業(yè)利益,如CMU與通用汽車合作,斯坦福與大眾汽車合作,弗吉尼亞理工與TORC Technologies合作。此外,奧什科什卡車,霍尼韋爾,雷神,加州理工,Autonomous Solutions,康奈爾大學(xué),以及麻省理工學(xué)院也積極參賽。最終卡耐基梅隆大學(xué)的參賽車輛Boss(2007款雪佛蘭)獲得了200萬美元的獎(jiǎng)金。
2007年奪冠車輛,卡耐基梅隆大學(xué)團(tuán)隊(duì)的“BOSS”
DARPA大力推動(dòng)了美國的無人駕駛發(fā)展
DARPA的三屆挑戰(zhàn)賽奠定了卡內(nèi)基梅隆大學(xué)和斯坦福大學(xué)在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的地位。參加過比賽的科學(xué)家創(chuàng)立或加入的自動(dòng)駕駛公司,現(xiàn)如今都成長(zhǎng)為行業(yè)內(nèi)耳熟能詳?shù)淖詣?dòng)駕駛頭部企業(yè)。如Waymo、通用Cruise、Aurora、Argo AI、Nuro、Zoox等。
這三屆無人駕駛挑戰(zhàn)賽,由于其豐厚的獎(jiǎng)金和未來科技感的比賽內(nèi)容,吸引了來自計(jì)算機(jī)編程和工程公司、車輛制造商、大學(xué),甚至加利福尼亞州的高中共幾十個(gè)團(tuán)隊(duì),極大的激發(fā)了各行各業(yè)的優(yōu)秀創(chuàng)造力,加速了軍用自動(dòng)駕駛汽車技術(shù)的發(fā)展。
從2004年沒有一支團(tuán)隊(duì)完成比賽,到2005年幾乎所有決賽團(tuán)隊(duì)都超越了2004年的最好成績(jī),再到2007年在更加苛刻的規(guī)則下依然有團(tuán)隊(duì)完成比賽,只用了3年的時(shí)間,無人駕駛技術(shù)的發(fā)展之快令人驚嘆,而這還是美國10多年前的自動(dòng)駕駛水平。
在隨后的10多年,美國自動(dòng)駕駛的發(fā)展同時(shí)加速了整個(gè)自動(dòng)駕駛產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展,如人工智能、視覺技術(shù)、深度學(xué)習(xí)、攝像頭、運(yùn)算平臺(tái)、計(jì)算處理器等等,我國與美國自動(dòng)駕駛在基礎(chǔ)技術(shù)上的差距進(jìn)一步拉大。
McKinsey預(yù)測(cè)中國與世界自動(dòng)駕駛領(lǐng)導(dǎo)者各項(xiàng)技術(shù)商業(yè)化所需時(shí)間對(duì)比
DARPA無人駕駛挑戰(zhàn)賽的優(yōu)勢(shì)
DARPA通過其職能的特殊地位,充分利用各種資源,通過公開競(jìng)爭(zhēng)來動(dòng)員全名參與,充分發(fā)揮了集智效果。
通過挑戰(zhàn)賽,吸引了來自各個(gè)專業(yè)領(lǐng)域的多種機(jī)構(gòu)(高校是最大的一股參與力量),擴(kuò)大了競(jìng)爭(zhēng)規(guī)模,同時(shí)降低了研發(fā)風(fēng)險(xiǎn),在自動(dòng)駕駛的發(fā)展中起到了正杠桿作用,集中全民智慧推動(dòng)自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展。
在挑戰(zhàn)賽中,參賽方可以直觀展示其創(chuàng)新技術(shù)和解決方案。讓不同領(lǐng)域的解決方案碰撞出新的火花,使得不同技術(shù)路線進(jìn)行了融合,不斷地進(jìn)化為最優(yōu)解。
其次,DARPA利用媒體資源進(jìn)行社會(huì)宣傳,將自動(dòng)駕駛進(jìn)行全面普及,不僅提高了民眾對(duì)自動(dòng)駕駛的接受程度,另一方面鼓勵(lì)引導(dǎo)資本開對(duì)自動(dòng)駕駛領(lǐng)域進(jìn)行關(guān)注,保證了持續(xù)的技術(shù)造血能力。
啟示
DARPA挑戰(zhàn)賽模式的成功,引起了世界范圍內(nèi)的廣泛關(guān)注,并不斷得到繼承和創(chuàng)新。
英國《國防技術(shù)戰(zhàn)略》中明確提出要借鑒DARPA挑戰(zhàn)賽模式推動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展。
而在美國國內(nèi),2009年奧巴馬政府通過了《美國創(chuàng)新戰(zhàn)略》,呼吁全社會(huì)通過獎(jiǎng)勵(lì)和挑戰(zhàn)賽的形式激發(fā)創(chuàng)新,并在2010年通過表決將挑戰(zhàn)賽機(jī)制列入法典。
回到中國,在自動(dòng)駕駛的道路上我們?cè)撊绾伟l(fā)展后發(fā)優(yōu)勢(shì)?除了最關(guān)鍵基礎(chǔ)技術(shù)之外,目前國內(nèi)更多的是缺乏對(duì)自動(dòng)駕駛技術(shù)的耐心和激情。
雖然資本市場(chǎng)更多關(guān)心的是時(shí)間收益,但如果自動(dòng)駕駛企業(yè)也將快速商業(yè)化落地作為出發(fā)點(diǎn),而忽視了對(duì)基礎(chǔ)技術(shù)的持續(xù)投資研發(fā),那么無論對(duì)外宣傳有多厲害,市場(chǎng)份額有多大,沒有核心技術(shù)必然會(huì)受制于人,此前的“中興”就是前車之鑒。
對(duì)于自動(dòng)駕駛,必須考慮現(xiàn)實(shí),但也要有一點(diǎn)情懷,要做好“馬拉松”的準(zhǔn)備。
“只有公開的、赤裸裸的競(jìng)爭(zhēng)才能突破技術(shù)上的壁壘。雖然有錢可以做很多事,但你可能買不到性能那么好的東西,很可能是因?yàn)槟阗I不到人的激情!
作者:牛得汀EO

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