無人駕駛汽車的賽道，現在已經“人”滿為患，擠滿了各路巨頭和瘋狂的資本，谷歌似乎早就拔得頭籌。然而定睛細看，谷歌這面大旗，卻不過是從軍方借來的。美國國防部才是這種速度與激情的始作俑者。

DARPA撞南牆

美國國防高級研究計劃局（DARPA），是美國國防部直接領導的科技創新機構，不屬於任何軍種，擁有“顛覆性技術引擎”、“五角大樓的大腦”、“瘋狂科學家大本營”等多種稱號。它研發的GPS、互聯網、F-117“夜鷹”隱身飛機和RQ-4“全球鷹”高空長航時無人機等不僅改變了軍隊的作戰方式，也深刻影響了當今的社會形態。

而在無人駕駛領域，DARPA早早起步，一門心思啟動自動駕駛。早在1966年，DARPA便開始通過資助斯坦福研究所發展自動駕駛汽車，持續四十年投資至少超過20億美元。1983年，DARPA啟動了名為“戰略計算倡議”的計算機研究計劃，研究內容之一是“自主陸地車輛”（ALV）項目：這是第一個用於軍用目的地面無人系統技術研究項目。ALV項目採用8輪全地形車輛作為驗證平臺，使用了慣性導航系統、超聲波傳感器、多普勒雷達、彩色視頻攝像機和激光掃描儀。四年之後，無人車達到了20公里的時速，並避開了數個正面障礙。

1990年，DARPA實施了DEMO 2和DEMO 3無人地面車項目，其中DEMO 2的目標是實現越野條件下點對點的自動駕駛，採用著名“悍馬”汽車作為驗證載體。在裝備了立體黑白攝像機、彩色攝像機、前視紅外雷達後，“悍馬”驗證車在白天晴朗條件下，在地面鋪裝路面最高速度達到70公里，土路上也可以達到24公里。DEMO 3項目則研發了專用的無人地面驗證車輛。該車重1.5噸左右，全時四驅，配裝了77GHz雷達、2GHz雷達、彩色攝像機、單色攝像機、紅外攝像機和後視攝像機，在野外環境下最高時速35公里。2001財年，DEMO 3項目從DARPA轉化到陸軍，從此便無消息。

隨著2001年入侵阿富汗，美軍進入了十餘年的反恐戰爭時期。作戰過程中，對手往往會使用相對簡陋的路邊炸彈、RPG火箭筒打擊美軍地面運輸車輛，造成了美軍大量死傷，這導致了對無人駕駛車輛的巨大需求。二十世紀初，國會甚至對軍方有一個期望：到2015年的時候，三分之一的軍車要實現自動駕駛。

然而多年來，無人駕駛的項目一直陷於停滯不前的局面，DARPA陷入了尷尬的局面。

自動駕駛汽車路漫漫

無人駕駛的主題，來源已久。放飛自由，尋求機器的自動化操作，一直是人類與機器互動的主題。20世紀初，自人類掌握無線電遙控技術後，無人駕駛的概念開始出現在歷史長河中，例如1917年英國製造了首架無人駕駛飛機，1925年在美國曼哈頓出現了首臺遙控駕駛汽車，展示無線電遙控技術。二戰後的十多年，美英科研人員在有限的技術支撐下，於公路下埋設了電纜，形成類似於火車鐵軌的“電軌道”，汽車內的電磁感應設備可以循著“電軌道”自動行駛，實驗中達到了不可思議每小時130公里的速度。但這種方案需要對道路進行全面、昂貴的改造，基本不具可行性。

1970年代，為支持月球車的研發，美國斯坦福大學團隊在“月球漫遊者”項目中研發了第一種使用視頻處理技術的自動駕駛車輛，擁有可旋轉的攝像機，並於1979年在充滿障礙物的室內，成功地自主行駛了5小時。1990年前後，德國聯邦國防軍大學利用視覺分析技術，自動駕駛車輛最高時速達到了96公里。而美國卡內基梅隆大學的自動駕駛車輛，則實現了橫跨美國4500公里的試驗，其中98%是無人駕駛。

然而受限於傳感器、集成電路、算法、計算速度等水平較低，自動駕駛汽車研發並沒有取得突破性進展，各種試驗都處於預設的試驗條件下，距離實際道路條件相差較大。

扭轉乾坤還要靠最強大腦。最終還是DARPA，將這輛似乎脫韁的賽車，重新拉回跑道。

DARPA大賽出奇兵

2001年前，DARPA也是苦苦經歷著無人駕駛帶來的折磨。在國防軍事工業一體化下，大量經費都給了國防科技工業界。但要在體制內完成無人駕駛技術的突破，似乎是漫漫長路看不到邊。時任局長的特瑟一定是感受到這種了這種絕望。特瑟決定另闢蹊徑，他選擇了向社會開放，呼喚那些放蕩不羈的黑客、天馬行空的教授和研發經費充足的民營企業。

既然高手在民間，何不放手一搏？

DARPA雖然號稱“顛覆性技術引擎”，擅長研發長週期的技術項目。但是在當時反恐戰爭的大背景下，局長特瑟也啟動了大量針對反恐戰爭的短週期技術項目，這也使他招引了“不聚焦主業”的微詞。其中不靠譜的一個項目，就是他決定：面向民間，開展無人地面車大獎賽。

2004年3月，DARPA舉辦了全球首屆面向真實越野環境的長距離自動駕駛汽車挑戰賽，要求十小時內自動行駛228公里（路程中有很多岩石、轉彎和下坡），第一名將獲得100萬美元獎金。為了充分準備，早在2002年DARPA便向外界透露此次活動，給潛在參與者兩年的準備時間。最終DARPA共收到了106份報名表，有些個人為了參加比賽甚至抵押房產。這種熱情遠遠超出DARPA的期望，為了控制決賽規模，DARPA不得不提前舉辦了資格賽，進行了一場4.4公里障礙賽的預選賽，前15名方可進入決賽。

一切準備就緒，一切群情高漲，但在3月13日的決賽中，沒有一輛汽車跑完全程，行駛距離最長的卡內基·梅隆大學的“沙漠風暴”也只開出區區不到12公里就衝出馬路陷入泥潭。

萬般無奈，特瑟局長只能爬下車輛，乘坐直升機飛到終點，告訴翹首以盼的記者：比賽結束，大賽失敗。然而，特瑟並沒有灰心，反而下了更大的賭注。在失敗的終點線上，他宣佈來年繼續，2005年比賽金額將提升到200萬美元。

在高額獎金的誘惑下，2005年大賽，DARPA收到了195份報名表，經過一系列資格賽最終有20輛汽車進入決賽。決賽賽段為212公里，包括100個轉彎、3個隧道和一些懸崖。在10月決賽中，並不被外界看好的斯坦福大學團隊的“斯坦利”汽車在德國人特龍教授的帶領下以6小時53分58秒的成績折桂。而美國計算機技術領域翹楚卡內基·梅隆大學屈居第二。該校為了參加比賽，所耗經費早已經高於200萬美元。這個成績讓志在必得的卡內基梅隆大學團隊的負責人惠特克萬分沮喪，幾十年來他都是全美屈指可數、頭戴光環的機器人領頭羊，他曾經參與的Navlab項目是美國第一批探索自動駕駛汽車的機器人專家。更重要的是，特龍教授是剛剛從他手下，“叛逃”到斯坦福大學。對這位大專家而言，要想解決私人情愫的恩怨，“報仇雪恨”還需要繼續等待。

2005年的比賽，自動駕駛技術已經到達了一個驚人的臨界點。2004年全軍覆沒，而2005年則有五輛車通過終點線。一年之內，自動駕駛汽車技術，取得了井噴式的發展。實際上，在2004年，無論是算法還是傳感器相對大獎賽都已經比較成熟，只是大家沒有在真實環境中行駛的經驗。經過一年的總結和技術的發展，2005年的比賽適逢其時，徹底改變了之前無人駕駛的僵局。

四兩撥千斤

過了兩年，DARPA為自動駕駛汽車，再燒一把火，舉辦了2007年城市挑戰賽。不同於前兩次比賽主要面向越野環境，汽車在城市環境中將面臨更加動態和複雜的環境，對車輛的自主能力提出了更加苛刻的要求。由於這種環境也是民用自動駕駛汽車主要工作的環境，因此吸引了更為廣泛的關注，谷歌、微軟和蘋果等高科技公司也紛紛到場參觀。這屆比賽要求在模擬的城市環境中行駛96公里，車輛需要遵守加州交規、能夠在無GPS情況下行駛、能夠在雨雪環境中行駛，而且需要避免與其他車輛、行人、電線杆等發生碰撞等。

這次比賽，不僅僅賽車是關注的焦點，個人英雄主義的較量同樣耐人尋味。卡內基·梅隆大學與通用汽車的雪佛蘭團隊合作獲得第一，而斯坦福大學和大眾團隊獲得第二，弗吉尼亞理工大學和福特團隊獲得第三，贏得100萬美元獎金。惠特克教授終於如願以償，一雪“前恨”。這種頂級大學的頂級教授之間的較勁與爭搶，大大促進了技術的發展。

這樣的比賽，充分調動了大學與產業界的積極性。這正是DARPA局長的期望。大學加傳統民用車廠，是參賽團隊的主要構成方式。2005年冠軍“斯坦利”是由斯坦福大學和大眾集團聯合研製的。大學和車廠和取所長，大學擅長信息化技術，設計算法和控制方案，採購傳感器；而車廠則提供車輛並把傳感器、計算機等與發動機、剎車、變速器等部件相融合。2005的勝利，對大眾汽車而言，是一次絕妙的廣告機會。實際上，除了大眾，克萊斯勒、通用和謳歌等均與學術界合作參與了DARPA大獎賽。

通過大獎賽調動全社會熱情，培養自動駕駛汽車產業，DARPA可謂棋高一著。DARPA每年科研經費30億美元左右，項目200上下，平均每個項目1500萬元。如果是製造原型機的項目，每個項目都要上億美元。而大獎賽項目不但只有幾百萬美元，還可以調動全社會共同參與，全面蒐集自動駕駛汽車領域的先進技術。

這叫四兩撥千斤。

這次城市挑戰賽結束後，有參賽者向特瑟局長詢問下一屆比賽什麼時候開始，局長表示：以後不會再有比賽了，DARPA的使命已經完成，接下來就要看資本的力量了，你看谷歌的人已經帶著錢來了。

谷歌續燃戰火

熱鬧一直有，門道看不同。谷歌公司的創始人拉里·佩奇一直對DARPA的大獎賽興趣甚濃，2005年就帶著鴨舌帽在現場“偷偷”觀看比賽，考察參賽的各路好手。這場偷看，佩奇有了一個重大的收穫。他發現了一個超級人才：第二次大獎賽的冠軍獲得者、斯坦福教授特龍。這位德國人生於1967年，從小就對汽車非常感興趣並自己編寫了賽車的電腦程序。

特龍也在關注無人駕駛大賽，2004年第一屆DARPA挑戰賽各路好手紛紛落馬，讓特龍迅速找回了小時候編寫賽車程序的感覺。特龍出乎意料地力壓卡內基梅隆大學的團隊，獲得了第二屆比賽的冠軍，贏得了200萬美元。自動汽車駕駛的最核心技能之一，就是導航：而這正是特龍的專長。在兩個頂級大學中，特龍都參與了地圖構建技術（SLAM）的研究，這正起源於上個世紀60年代斯坦福研究所：這個技術正是工程師為首批移動機器人所準備的。特龍把它嫻熟地應用在自動駕駛汽車上面。

特龍的技術才華和組織能力讓現場觀摩的佩奇眼前一亮，並在2005年比賽之後把特龍挖到了谷歌，利用自動駕駛車輛的傳感器技術啟動了谷歌街景項目。它在眾目睽睽之下，以谷歌地圖和街景項目，隱藏了一個驚天的祕密：發展無人駕駛！

這期間，無數細節的準備和技術磨合。DARPA城市挑戰賽之後的2009年，在自動駕駛事業和谷歌豐厚工資的吸引下，眾多參賽選手紛紛加入谷歌，圍繞特龍啟動成立了自動駕駛汽車項目，其中包括特龍的學生Mike Montemerlo、特龍的對手加拿大人Chirs Urmon、技術怪才萊萬多夫斯基、俄國人Dmitri Dolgov等，這些都形成了自動駕駛汽車領域的種子人才。

項目成立後，谷歌對特龍團隊提出了苛刻的要求，即在2年之內在加州最複雜10個道路各行駛160公里。經費保障自然十分充足。2011年，特龍團隊提前3個月完成了要求。2012年5月，內華達州向谷歌公司頒發了美國曆史上首個自動駕駛汽車許可證。6月，谷歌擁有了6輛豐臺普銳斯、奧迪TT和3輛雷克薩斯RX450h的自動駕駛測試車隊，並在2014年推出了FireFly自動駕駛原型車，這輛車已經不再有方向盤和油門剎車了。

星球大戰後傳：蒲公英傳奇

前面提到，第二次DARPA大獎賽，已經預示了自動駕駛汽車將拉開快速商業化發展的大幕。到了挑戰賽結束後3年，谷歌普銳斯已經遠遠超過DARPA挑戰賽的用車。它複製了很多DARPA原始技術，並且精心打磨。谷歌固然是巨人，但它是踩在巨人肩膀上的巨人：這是美國軍民轉化的內生邏輯。

雖然谷歌自動駕駛汽車研製業界領先，但也暗藏風雨。這隻由年輕技術天才組建的團隊中，有些人因為理念不合，有些人因為一夜暴富之後的膨脹（第一次參賽選手的萊萬童鞋，從谷歌得到了上億美元的薪水），有些人想自己成立公司，紛紛選擇離開谷歌單幹。這些人的離開短時間內可能對谷歌公司不利，但卻像蒲公英的種子，散落在各地繼續從事自動駕駛業務，創造了自動駕駛汽車的繁榮盛景。

2016年，特龍團隊徹底解散。離開谷歌後，特龍成立了大名鼎鼎的慕課在線教育網站Udacity，後來成立了小鷹無人機公司，目前在電動垂直起降飛行器領域小有名氣。

只要有合適的天氣，天下到處都是蒲公英的種子，如同當年硅谷起始的傳奇一樣。從斯坦福肖克利麾下出走的“八大叛逆”，一舉奠定了硅谷今日的局面。技術破局一旦打開，商業化則勢不可擋。大發雷霆的肖克利，最終還是認可了仙童這些徒弟們的成就。而丟失了這麼多技術怪才的谷歌，已經進入全新軌道。

技術創新的擋位切換已經完成，職業化經理將接棒科學界瘋子。谷歌圍繞自動駕駛汽車成立的Waymo公司，聘請了擁有豐富汽車管理經驗的前現代北美公司CEO Krafcik入主CEO，一路高歌猛進。2017年，由克萊斯勒改裝的L4等級的Waymo無人駕駛汽車在道路上開展測試；2018年5月啟動了全美第一個自動駕駛車輛叫車商業服務Waymo one，12月開始進行自動駕駛汽車叫車服務試點工作，成為第一家開始掙錢的自動駕駛企業。

收官，開始掙錢啦。

這期間，出現了Aurora和ArgoAI等眾多專攻自動駕駛汽車的公司，特斯拉和優步等非傳統車廠也投入了鉅額資金進行研發，而通用汽車、福特、沃爾沃、寶馬等傳統車廠也紛紛宣佈將在2020年代出推出各自的自動駕駛汽車，另外思科、博世、德爾福和英偉達等公司正在研究激光傳感器等自動駕駛汽車部件等級的技術，力求使這種新型汽車更便宜、更安全。

天下大局，豁然開朗。

而DARPA早已不再關心無人駕駛的問題了，它正在啟動全新的極限挑戰。有了這樣拳打腳踢的孩子，還要爹媽的呵護幹什麼？“零落成泥碾作塵，只有香如故”，這才是軍民融合的情懷。

小記

無人汽車駕駛的發展，是一場令人眼花繚亂、劇情完整的創新簡史。從軍方研發，到軍民眾包，到最終的商業化，場面交代清楚，技術交接嫻熟，一氣呵成。這其中，群星閃爍交輝，充滿了個人英雄主義的寫真：視野開闊的美國軍方項目負責人、逞強好勝的大學教授和果斷創新的公司頭羊，給人印象深刻。一個姍姍學步的技術，如何奔跑如飛？前有軍方的藍色天使，中有大學的技術續航，後有商業巨頭的適時介入，還有令人興奮的大賽機制。無人駕駛的大旗，從軍方開始，幾經轉借，最後慷慨流入民用市場，成為閃耀的商業標誌。

作者：袁 成（航空工業信息中心 副研究員）、林雪萍（南山工業書院發起人，北京聯訊動力諮詢公司總經理）

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