廿一世紀新科技—自動駕駛的過去、現在、未來

更新於 2020/03/14閱讀時間約 6 分鐘
早年,很多人都在談自動駕駛。自動駕駛好像是廿一世紀必備的懶人科技之一,不需要動手動腳就可以將你送到目的地。由於傳媒的報導,TESLA等公司的研發,令自動駕駛好像新科技般出現。但事實上,自動駕駛很早已經出現,在香港機場的列車就有用到這科技,只不過是由以前的固定路線、不同速度,變成現在的不同路線、不同速度。當中最大的挑戰,就是馬路上多變的環境令自動駕駛的演算法中的變數變多了,計算的難度因此亦加大了許多。但當技術成熟以後,可以帶來的收益會比令每人都可以偷懶來得更大。
要說自動駕駛,最早出現的地方就是英國倫敦的維多利亞線,於1968 年通車時已經開始使用自動駕駛系統,而當時的自動駕駛系統並非現時的無人駕駛,而是駕駛員只需要控制開關門,以及開車。至於車站之間的行使速度、到站時的停站都是由自動運行系統完成。當然,如果發生特殊情況時,駕駛員也是可以手動進行控制。這一款控制方法至今依然是常見的鐵路運行方法之一。
那為何早在1968年的英國倫敦要使用自動運行呢?這就和維多利亞線的走線設計有關了。當時維多利亞線設計時一共有十二個車站,目的是用以舒緩市中心嚴重擠迫的地面交通,所以維多利亞線就像以市中心為圓心的圓周,以方便市民轉乘其他前往市中心的地下鐵路線(現時維多利亞線共十六站,只有一個不是轉車站)。由於預算客流量將會非常大,所以要找一個可以加密行車班次的方法。而自動運行系統因為大大減少了人為駕駛的成份,對意外的反應時間變短,列車之間所需求的安全行車距離大幅減少,自然成為了維多利亞線行車系統的不二之選。
言而,人類追求進步(懶惰)的心並未停止。由維多利亞線的半自動運行,到之後的有人看守運行(有乘務員進行一般車務,應對緊急事況)。再來到二十六年後的1994年,這一年日本出現了第一條可靠的無人看守運行列車––日本橫濱市的金澤海岸線。它是第一條完全沒人任何乘務員及車站人員進行任何操作的列車(注1)。而香港的機場內的捷運系統於1998年運用,亦是使用無人看守運行系統。而新加坡及台灣等地的無人看守運行的地鐵、捷運系統也在近年相繼開通。
雖然,鐵路上的自動駕駛已漸趨成熟,但是一般馬路上的汽車無人駕駛系統還是處於實驗階段。原因是和兩者之間的運行環境有關:鐵路因為有固定路線,四周的環境也相對固定,自動駕駛要處理的資訊主要是路軌及月台上的數據;而汽車無人駕駛系統的環境會不停變化,而要獲取、處理的數據也相應增加。
其實早在1970年代,已經有開始有無人駕駛車的實驗。當時有一輛名為Stanford Cart的小車安裝了數個攝影鏡頭,再使用處理器進行分析後行進。不過因為科技的限制,它行進的速度只有每小時1.3公里(至少比櫻花落下的速度快)。後來,在90年代,有美國大學研究人員把鏡頭裝到一輛貨車的擋風玻璃上,用以找尋行進路線,但加速和減速都是由車上的駕駛員控制。直到2004年,美國一所軍事用品生產商舉辦了一個自動駕駛汽車的比賽,自動駕駛的技術才開始再次被研究。在2010年前後,除了汽車生產商之外,也有Google(谷歌)、Uber(優步),Tesla(特斯拉)等科技公司用其比一般汽車生產商優勝的篇程能力加入了研究的行列。
如今,已有不少支援無人駕駛的汽車推出市面,而世界各地亦開始同意進行無人駕駛汽車進行路面測試,當中包括了美國的四個州份、德國、台灣等地。而香港亦在研究修例允許無人駕駛汽車進入路試階段。但是,現在大部份的無人駕駛汽車都是美國國家公路交通安全管理局中對自動駕駛分級(官方文件,英文版)的第二及三級,即是駕駛者為主要控制者,但可以包括自動巡航定速,自動跟車等輔助系統及;駕駛者要隨時準備手動駕駛以面對特別情況。而第四級的自動駕駛(可以自動轉彎、轉換車道、加速等比較困難的行為),各大車廠表示要在2030年左右才可以完善。
不過,因為在2018年美國有一輛Uber的自動駕駛汽車,在晚上撞死了一名過路的行人。雖然該名行人並沒有使用行人過路設施,但是司機的低專注力(調查報告指出司機當時正在用手提電話觀看電視節目)及自動駕駛程式的問題也要正視。美國當地檢察官認為優步沒有刑事責任,於是沒有對優步作出提告。但就算優步不用負上法津責任,但他們都停止了路面測試,隨後其他開發者亦減少了路面測試,並大多改為封閉路試(於私家道路進行路試)。
Uber的意外正正說明了自動駕駛技術現時的不足:
  1. 未能令司機專注於駕駛,但如果可以做到全自動駕駛而非半自動就可以解決,但我們的科技離這一步尚有很遠一段路。
  2. 法律責任未能完全確定,各地法律現是都只是允許進行路試,但是不同持份者的法律責任未完全明確,如果有機件、程式、司機、行人等不同失誤,未必可以全部測清。
  3. 程式未能作出有效判定。程式可以分別出有沒有障礙物,但未能分辦出障礙物的本體。假如路上有一個膠袋吹來,程式可能會因為錯誤偵測作行人,再作出規避。
以上的3個問題都是可以被解決的。當中,第1、3點在5G技術成熟後,可以得到比較大的進展。要做到全自動駕駛及令程式作出有效判定,現時面對的是車輛的運算力問題。但是在5G技術成熟後,車輛之間只要裝上5G的溝通器,可以把車輛部份的運算結果共享給其他車輛,以減少車輛重覆運算環境的負擔,或者交叉對比運算的結果,以減少運算出錯的機率。
而在5G技術成熟後,除了可以減少計運的負擔,還可以減少塞車的機會。有研究指出,只要有大約6成車輛把自己的位置分享對交通雲端,雲端系統得知其他車輛的所在地,有其他車輛輸入他們想對往的地點後,雲端系統就可以推薦一條沒有塞車或是比較不塞車的路線給新連上雲端的用戶。如此下來,就可以減少一座城市或一個地區中塞車的機會。當然,只是在駕駛者因為資訊不足而塞車的情況下才有用。而有關交通雲端將會留在下一篇「智能運輸」詳說。
注1 : 早在1991年,日本大阪的南港港城線已開始無人看守運行,但是因為多之出現意外,有大部份時間都是有人看守運行。
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