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未来的几十年里，无人驾驶汽车将逐渐取代由人类驾驶的汽车。当运输行业演化为一种自动化、即时需求的服务时，世界各地的汽车运送人类和货物的方式就会产生翻天覆地的改变。无人驾驶汽车将会转变我们对时间和空间的认知，如何出行去上班、住在哪里、如何购物等都会受到影响。
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我们相信这些转变是积极的，因为无人驾驶汽车将会拯救数百万人的生命，自动化的交通管理软件将会顺畅地引导汽车行驶并有助于治理空气污染，父母无须再每天花费几个小时将孩子载到学校或者活动地点，老人和残障人士也将能够便利出行。
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每一种影响力巨大的新技术都有其不利的一面，无人驾驶汽车也不例外——无人驾驶汽车出现后，数百万的货车司机和出租车司机将会失业。公共运输行业也会凋零，因为人们都会被按需服务的无人驾驶小巴的强大便利性所吸引，它可以随时随地承载任何人到各种地方，而花费不过是一张车票钱。不过，除非有严格的隐私保护措施实施，无人驾驶汽车的乘客终将会意识到，他们其实是牺牲了自己的隐私以换取出行的安全和便利性，因为引导他们乘坐的无人驾驶汽车的软件系统会追踪并记录他们的每次出行。
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在本书中，我会进一步解释汽车是如何转变成智能运输机器人的。我们会评估无人驾驶将对汽车行业产生的影响；讲述在无人驾驶改变人们的每日出行，将其由一种沉闷而危险的活动变成便及每个人且避免冲突的行为之后，城市发生了怎样的变化；还会探究人们在自动化驾驶探索道路上近六十年的失败尝试。最终，我们会引导读者通过对硬件技术和软件技术的清晰而明确的发展性认识，了解现代的无人驾驶汽车是如何诞生的。
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我们的目标，就是向读者提供他们在面对即将到来的新世界时所需的见解和认知。在未来，无人驾驶汽车的数量将会远多于由人类驾驶的汽车，我们衷心期望你会享受这趟旅程。
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无人驾驶：人工智能将从颠覆驾驶开始，全面重构人类生活 导语
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机器司机
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在不远的将来，全球汽车博物馆里展览的汽车，都会变成21世纪初之前的那些光鲜靓丽的车型。就像历史的痴迷者来到一个历史遗迹后，会闪身钻入精心保存下来的中世纪小屋回廊里，参观博物馆的人也会钻进这些展览车辆的前排座椅里。这些参观者坐在方向盘后面，拨弄着内置GPS的显示器屏幕，游戏似的用他们的脚踩动着刹车，这一切恐怕会让体验者不禁感叹，21世纪初的人类竟然会用如此不便甚至危险的交通方式。
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我们当前的汽车是非智能的。它有四个轮子、一个金属机身和一个气动发动机，这样一套标准化的自动系统“平台”，自100年前被引入后就从没有发生过任何本质性改进。而在这100年间，随着越来越多的智能软件，几乎无处不在的通信网络，以及体型不断缩小、价格逐年下降的强大而准确的硬件传感器兴起，世界上其他产业的根基都在发生着根本性的变革。得益于机器人技术和人工智能软件在近期取得的成就，非智能汽车的时代终将结束。普通平凡的汽车即将发展进化成自动化的移动机器人。
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在近一个世纪的时间里，由人类驾驶的汽车已经改变了我们的生活。这种无需马匹拉动的“自动”车厢的出现，已经改变了“行走之城”的城市格局。曾经如蜂巢一般，由各种小而弯曲的小巷、庭院、商铺、公共广场交织而成的城市演变成了“汽车之城”，打造出了由广阔街道和停车场组成的整齐的大网格。汽车不仅给人们带来了自由，同时也带来了新的工作机会和社交机会。汽车也给商业贸易带来了便利，商人可以快速地将产品运输到以前从未到达过的市场。
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然而，如此宝贵的个人移动便捷性也让人类付出了极高的代价。在近百年的进程中，交通事故已经夺去了数百万人的生命。当汽车赋予人们开车到远方工作的自由时，也催生了一种新的问题——城市交通拥堵。今天，世界上所有城市的人们每天都要出行、上班通勤，或者通过汽车运送货物，这使得城市上方的空气层恶化成一个黄色烟雾似的“油斗篷”。
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粗略估计，目前全球有十亿辆由人类驾驶的汽车在陆地上漫游。对汽车的依赖已经使我们在很多方面付出了高昂代价。但归根结底，对于世界上的大多数人而言，汽车仍是目前个人出行中最快速、最廉价、最舒适的方式。不管怎样，汽车仍将是我们现代生活中不可缺少的一部分。
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事实上，解决汽车引发系列问题的最好方式就是让它们变得更智能。当人类驾驶者让智能软件接管方向盘的时候，无人驾驶汽车将为全世界数十亿人提供一种更安全、更简洁，甚至更方便的出行方式。在未来的十年，自动驾驶汽车将出现在全世界的大街小巷，它将再次重新编排我们的居住环境以及工作娱乐环境。
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不相信？这也难怪。
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近百年来，各行各业的专家都在预测人类的霸主地位将会被智能机器所取代。但到目前为止，这些预测仅仅在一些高度细分化的工业岗位上成真了，或者是仅限于虚拟世界中的活动。例如，机械手臂可以完美无瑕地取代曾经由工厂工人实现的操作；在虚拟世界里，人工智能软件的能力已经超越了人类，它们可以玩棋类游戏，可以迅速地进行股票证券交易，或者在复杂的大运量公共客运系统中找出最优路线。
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现代化的软件极大提升了人工智能的能力，先进的机器人还可以执行诸多技巧性的工作，这些都已成为现实。但是如果机器人的身体并非由螺栓插销固定，而是由仿人类的机械躯干组成，使其能在运动过程中与周边环境互动，那么即使是当前最先进的人工智能软件系统也无法顺利地承载这项复杂的管理任务。在后面的章节中，我们会陆续探讨相关的原因，但目前来看，今天那些能够移动的机器人，在身体敏捷性和感知能力上也就相当于蟑螂的水平——或者状态良好的话，可以达到蟾蜍水平。
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当机器人学家还在研究移动化智能机器人的道路上步履维艰时，建造一辆踏实可靠的无人驾驶汽车从技术上而言已经触手可及，这同样也是工程学上的一项壮举。因为对于程序员为人工智能写代码操作运动过程来说，汽车相比其他形式的移动化机器人有一个巨大的优势——滚动要比行走或爬行简单得多。
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如果人工机器人具备多个肢体部件，那么管理其动作快速运行的软件从体量和复杂性上都要比智能汽车大得多，因为多肢体部件可以演化出数量近乎无限大的不同动作模式和相对位置。相反，一辆汽车的四个轮子、刹车以及方向盘组合出的运动模式几乎全部是可预测的。引导无人驾驶运动的软件所管控的动作组合数量必然相当少，例如多半只是车轮的左右转动，或者监控汽车是在减速还是加速。
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驾驶行为可以自动化的第二个原因在于，开车是一个相对刻板重复的反应式活动，无论智力高低都能拿到驾照，因此无人驾驶的智能只需满足以下条件就够了：对清晰可见的路面危险——比如不断靠近的路面坑洼或者缓慢行走的成群结队小学生——做到即时反应，沿着清晰明了的道路或高速行驶，并且遵守相对简单的交通规则。
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说到这儿，怀疑论者就会指出这背后一定另有故事。的确，如果只是简单地编辑程序让四个轮子的机器人遵守道路交通规则，那么无人驾驶在几十年前就早已普及了。汽车为什么直到现在才有可能变得智能自动化呢？源于两个原因：
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第一是现实因素，也就是它的门槛很高。汽车毕竟是行驶在公共街道上的重达两吨的“铁盒子”。如果引导无人驾驶的软件出现了问题，后果将不堪设想。“人命关天”，这也就解释了为什么今天的第一批自动驾驶车辆会先在人烟稀少的地方使用，因为车辆如果在这种地方出问题、偏离既定的路线，所造成的人员伤亡是最小的。例如，在偏僻的澳大利亚北部矿石公司使用巨大的自动化驾驶卡车来运载矿石；农民使用自动驾驶的拖拉机、联合收割机在广袤而无人的农地里耕作；在配送中心和工厂里，专门的自动化车辆会将货物从房间的一侧运到另一侧；在度假村或机场，名为纳维亚的无人驾驶穿梭车会以既定每小时15英里的速度沿着固定路线往返运送乘客……
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制约无人驾驶发展的第二个难点及关键点就是纯粹的技术问题。虽然在99%的时间里，驾驶过程都是思维僵化而且可预测的，但是仍有1%的时间里会产生突发事件。生物有机体会依赖所谓的“本能（Simple）”来应对生活中突发的未知事件。是“本能”，使人类可以在交通的高峰时段自由驾驶，也正是“本能”，蕴含了人类智能中尤为难以复制的大量能力。
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机器人学家对这种只在1%的时间内才发生的突发性小概率事件赋予了专门的名称——“极端事件（Corner Cases）”。极端事件并不常见，也难以预测，却可能导致灾难性后果。机器人的人工“本能”在处理极端事件时的效果最终决定了它的可靠性与价值。如果一个机器人的软件无法处理它所遇到的每一个极端事件，那么希望人们不会放任它独自行动，否则最坏的情况就是机器人无法完成交代的任务并造成了严重的破坏。
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