無人駕駛:芯片和傳感器聞到現金的味道(文末有福利)

4月26日,被稱為"芯片大神"的特斯拉自動駕駛主管Jim Keller宣佈離職。Jim Kelle曾是AMD的K8首席架構師,在蘋果公司設計了A4、A5兩代移動處理器,讓iPhone 4/4s成為一代經典。

自2016年起,Jim Kelle負責開發特斯拉Autopilot系統以及自有駕駛芯片。馬斯克在去年的NIPS大會上曾公開表示,Jim Keller將負責開發專用的AI芯片。馬斯克當時誇下海口:我們認為這將會成為世界上最好的芯片。

對特斯拉而言,Jim Keller的離開不僅直接打了馬克斯的臉,還可能直接導致"自造芯片"的計劃宣告破產。高層的巨大變動不得不迫使特斯拉轉而與英偉達合作,然而與英偉達的合作也並不順利。不知道是否為巧合,在馬斯克對外表示自己將要進行芯片研發的當天,英偉達也在NIPS上發佈了"TITAN V" PC GPU。這讓外界嗅到了雙方即將"宣佈分手"的氣息。

出於安全考慮,除了芯片,特斯拉工程師要求在汽車上安裝更多傳感器,以增強Autopilot的安全性,不過由於成本及設備效率等原因,特斯拉拒絕了工程師的要求。

然而近期無人駕駛的各種事故讓特斯拉等企業不得不放緩腳步,在無人駕駛的核心技術上重點發力。目前特斯拉揹負著110億美元的債務,正在產生負的自由現金流。由此看來,特斯拉的芯片和傳感器研發之路似乎要經歷一個漫長的階段。

技術商業化競爭最激烈的時候,就是聞到現金味道的一刻

隨著汽車廠商進一步把無人駕駛汽車量產上市的時間表定在2020 年或2021 年,為之提供決定無人駕駛智力和視力的部件——芯片和傳感器技術,成為所有潛在供應商決勝的目標。

無人駕駛:芯片和傳感器聞到現金的味道(文末有福利)

自2010 年開始,《麻省理工科技評論》每年都會選出"全球50 大最聰明公司",作為科技創新的代表。一直走在行業前沿的特斯拉及英偉達等企業多次出現在該榜單中。

2017 年,"全球50 大最聰明公司"榜單中有8 家是無人駕駛汽車市場的局內人。上榜公司的總市值超過了2 萬億美元。

對專注於人工智能芯片研發的廠商來說,汽車業對無人駕駛的痴迷可以為投入提高運算能力的資本帶來超額回報。畢竟,你坐在無人駕駛汽車裡,無人駕駛汽車則運行在人工智能的芯片上。未來的交通堵塞將發生在雲端和邊緣設備構成的網絡中,而不是在混凝土和瀝青澆成的高速公路上。

位居2017 年"全球50 大最聰明公司"榜單第1 位的英偉達,其新芯片正在為無人駕駛提供強大的運算能力,包括利用自身人工智能計算的優勢與"全球50 大最聰明公司"榜單中排名第46 位的戴姆勒致力於汽車互聯和自動駕駛技術的合作研發。

2017 年10 月 10 日,英偉達創始人兼首席執行官黃仁勳在慕尼黑舉辦的GPU 技術大會上發佈了名為 Pegasus 的新一代 DrivePX 人工智能車載計算平臺。同時,英偉達還宣佈全球最大的郵政與物流公司——德國郵政 DHL 集團(DPDHL)與全球最大汽車供應商之一的 ZF 展開合作,將於 2018 年開始部署試運行的自動駕駛送貨車隊。

代號為 Pegasus 的全新系統擴展了 NVIDIA·DRIVE·PX AI 計算平臺,可以處理 L5 自動駕駛汽車。NVIDIA DRIVE PX Pegasus 每秒操作超過 320 萬億次——比其前身 NVIDIA DRIVE PX 2 的性能超出 10 倍以上。該公司表示,包括豐田公司在內的許多大型汽車製造商都在使用它們的自動駕駛技術。英偉達表示,新設備的大小與汽車牌照相當,但它的運算性能足以處理最多 16 個傳感器的數據,並能同時進行物體檢測、GPS 定位、路徑規劃,還能控制車輛本身,此外它還能同時更新集中存儲的高清地圖。即使對所有的任務同步處理,這個設備也還能有剩餘的運算資源。按黃仁勳的話就是,"過去,好的駕駛體驗來自馬力強勁的引擎,而未來,好的駕駛體驗將來自強大的車載計算平臺的運算能力。"

位居2017 年"全球50 大最聰明公司"榜單第13 位的英特爾在2017 年3月宣佈收購Mobileye,總價約為153 億美元。Mobileye 於2014 年在紐交所上市,市值達到50 億美元。

交易完成後,Mobileye 與英特爾的自動駕駛事業部(ADG)合併,形成新的自動駕駛部門。收購輔助驅動系統供應商Mobileye 後,英特爾打開了與寶馬和德爾福在無人駕駛方向上的合作關係。

無人駕駛還缺點兒啥?

看似越來越接近商用的無人駕駛汽車,仍然缺少多種性價比合適的硬件設備。激光雷達傳感器更是其中的核心硬件。大多數致力於商業化無人駕駛汽車的企業都認為激光雷達至關重要(特斯拉又是一個罕見的例外,埃隆·馬斯克堅持無人駕駛汽車應該僅使用攝像機和普通雷達來模仿人類對路況的感知)。

無人駕駛:芯片和傳感器聞到現金的味道(文末有福利)

激光雷達是一種通過激光束反射將物體映射成3D 圖像的裝置。谷歌母公司Alphabet、優步和豐田等公司測試的自動駕駛車輛都嚴重依賴激光雷達在地圖上定位,並識別行人和其他車輛。最好的傳感器可以看到100 米遠處只有幾釐米大小的細節。

但製造和銷售激光雷達以前是一個相對小眾的業務,且技術還不夠成熟,無法成為數百萬臺汽車的標準組件。此外,激光雷達體積龐大。Alphabet 的自動駕駛子公司Waymo 進行測試的汽車頂著一個巨大的黑色圓頂,豐田和優步車上的設備則大約有一個咖啡壺那麼大。激光雷達也很昂貴,每個需要花費幾千甚至上萬美元。而大多數測試車都需要配置多個激光雷達。

成立於2012 年、總部設在桑尼維爾的Quanergy Systems 公司還沒有上市,就排在了2017 年"全球50 大最聰明公司"榜單的第14 位,估值16 億美元。這家創業公司的激光雷達使用了與計算機芯片相同的材料和製造工藝。2017 年1 月其在CES 上發表的低成本固態光學雷達感測器產品S3,獲得了智能汽車分類之"最佳創新獎"。這種傳感器足夠小,可嵌入汽車前燈中,用於高級駕駛員輔助系統,並將在2021 年整合到無人駕駛汽車中。2016 年,Quanergy 將獲得的9000 萬美元的資金用於2017 年在馬薩諸塞州設立的工廠,開始生產固態激光雷達傳感器,並以250 美元的價格出售。

除了Verodyne 和Quanergy,汽車配件供應商馬牌和法雷奧也在開發類似的技術,但它們表示還要再等兩三年才能進入市場。

激光雷達技術在無人駕駛汽車商用進程中的獨特價值,使知識產權之爭也隨之白熱化。在以產品創新降低激光雷達成本的競爭中,Velodyne 與Quanergy 都獲得了強大的資金和合作夥伴的支持。此時,知識產權積累尤其關鍵。據USPTO 專利資料庫顯示,Velodyne 已持有35 件LiDAR 技術專利,Quanergy 正在申請11 件專利。

2016 年9 月13 日,Quanergy 向美國加利福尼亞州北區聯邦地方法院請求,確認其所研發銷售的型號為M8-1 LiDAR 的感測器並未侵害競爭對手Velodyne LiDAR 所持有的美國專利。

2017 年, 位居" 全球50 大最聰明公司" 榜單第5 位的谷歌母公司Alphabet 旗下的無人駕駛項目Waymo,起訴母公司下屬基金投資的競爭對手優步,稱其前工程師安東尼·萊萬多斯基(Anthony Levandowski)在辭職之前下載了超過1.4 萬份機密文件,然後成立了名為Otto 的無人駕駛卡車公司(不久之後被優步收購)。優步否認使用了Waymo 的任何商業機密。5月,美國地區法院法官威廉·阿爾索普批准了Waymo 的申請禁令,禁止安東尼·萊萬多斯基從事與激光雷達相關的工作。8 月,優步提供了部分源代碼供Waymo 審查。然而Waymo 表示,需要代碼的當前版本,以更準確地判斷優步是否使用了該公司的技術。10 月,Waymo 提出了10 億美元的庭外和解費,並要求優步公開道歉。

從Waymo 財務分析師的證詞中可見,自2009 年穀歌無人駕駛項目開始到2015 年年底,谷歌在開發相關軟件和硬件上花了11 億美元。這一代價的回報,使其無人駕駛項目 Waymo 的性能不斷提升。11 月8 日,Waymo 宣佈,將首先在普通美國人身上測試沒有安全驅動程序的Robo-Taxis。亞利桑那州鳳凰城的無人駕駛出租車將在沒有安全駕駛的情況下在這個城市的街道上行駛,並在未來幾個月內開始給公眾提供乘坐的機會。試運營區域的面積約為100 平方英里(約為259 平方千米)。在乘坐過程中,Waymo 員工仍有參與,但不是坐在駕駛座上準備踩剎車,而是坐在駕駛座的後一排,準備在出現問題時按下標有"Pull Over"的按鈕。

無人駕駛事故頻發,該走向何方?

另一件令無人駕駛汽車開發者頭痛的事,是實驗和測試中事故不斷。因為亞利桑那州坦佩市一輛優步的無人駕駛車與另一輛車相撞,優步暫停了始於2014 年的無人駕駛汽車項目。雖然事故並未造成人員傷亡,當地警方也稱優步無人駕駛測試車並非責任方(另一輛事故車未做出避讓),但優步還是同時叫停了匹茲堡和亞利桑那州測試無人駕駛汽車項目。匹茲堡的載客服務試運行始於2016 年9 月,而亞利桑那州的項目落地僅一個月(始於2017 年2月)。優步一直致力於減少監管對無人駕駛車的約束,此次的事故令人們對無人駕駛車輛安全性的爭論再次升溫。

同樣受到事故困擾的還有特斯拉。在幾起駕駛事故後,特斯拉昇級了Autopilot 系統,著重對"雙手離開方向盤"的行為進行警示。不過,排在2017 年"全球50 大最聰明公司"榜單第31 位的特斯拉儘管面臨Autopilot 的事故和汽車維修問題帶來的負面影響,還是繼續加大賭注。在"10 大突破性技術"之一的無人駕駛卡車的賽道上,特斯拉於2017 年11 月推出的配置了Autopilot 的電動卡車繼續跑在競爭者的前面。

自推出了 Autopilot 自動輔助駕駛系統以後,特斯拉已經累積了高達3.5億千米的自動駕駛里程。這個數據庫將成為特斯拉在無人駕駛領域的重要資產。埃隆·馬斯克總是試圖引領潮流,技術商業化的速度對他來說比糾結科技研究的細節更重要。至於他宣稱將為未來的電動車配備的Full Self-DrivingHardware 已經具備了"等級 5 自動駕駛的能力"是噱頭還是驚喜,還有待觀察。

排在2017 年"全球50 大最聰明公司"榜單第16 位的蘋果公司到2014 年才開始啟動無人駕駛汽車的項目,代號為"泰坦"。團隊成員來自傳統的汽車製造商以及競爭對手——特斯拉和谷歌。在獲得在加利福尼亞州測試自動車輛的許可證後,由三輛雷克薩斯SUV 參與的公路測試也正式開始。

雖然蘋果首席執行官蒂姆·庫克稱無人駕駛為"人工智能項目之母",但當人們想象蘋果這樣的公司與傳統的汽車製造商合作搭建一條小型公共汽車線路來幫助員工在硅谷新舊辦公區之間旅行時,實在無法激動起來。倒是蒂姆·庫克的另一句話還讓人有點期待:"確實有一個大型項目,並將在這方面做出很大的投資。"

更多關於無人駕駛技術創新與商業化應用的分析詳見《麻省理工科技評論》編寫的《未來版圖:全球聰明公司的科技創新趨勢和商業化路徑》。

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