实现自动驾驶技术的社会性课题、以及驾驶员的参与情况

TU-Automotive Detroit 2015

2015/07/08

概 要

TU-Automotive Detroit exhibition floor
TU-Automotive Detroit 的展会现场

  2015年6月3日至4日,2015年Telematics Update Detroit (TU-Automotive Detroit) 在美国密歇根州Novi举行,参观人次达3,000人以上。本届展会与论坛的3个主要课题是:远程信息处理系统、移动以及自动驾驶车。

  各个领域的企业代表围绕汽车产业面临的课题与近期技术发展对社会产生的影响,发表了其见解及解决方法。


  本报告是介绍TU-Automotive Detroit论坛的3篇系列报告的第1篇。

  本报告将着眼于自动驾驶车相关的各种课题,例如:

・自动驾驶技术衍生的社会性课题(法律/法规/伦理观念)
・自动驾驶技术引发的驾驶员的问题
・将其他风投企业的经验应用至自动驾驶车开发的方法

  论坛中提到的具体事项包括:

・对自动驾驶技术的信赖与理解的重要性及该技术的局限性
・驾驶能力低下驾驶员或将增加
・开发自动驾驶技术时的特定情景的考察


相关报告:

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进一步进化的自动驾驶技术和辅助系统:摄像头、V2X系统、驾驶员状态监测系统、HMI等



从自动驾驶车相关法律法规、及伦理的角度考察

  汽车行业在开发自动驾驶车时,围绕自动驾驶车衍生了法律法规、伦理观念等方面的重要课题。其中还包括如何实施自动驾驶车的相关法律法规。涉及到的另一个问题是,自动驾驶系统如何应对伦理问题等情况。TU-Automotive Detroit 2015上针对这3个主题,开展了3场主题研讨。

 

自动驾驶车相关法规的讨论

List of possible regulation topics for a hypothetical international committee
自动驾驶相关法规的国际性议题  资料: 内华达州车辆管理局 (DMV)
内华达州车辆管理局:自动驾驶车需要新的法规,法规的制定需要得到国际上的协助

  内华达州是美国首个制定法规,批准自动驾驶车在公路上行驶的州。该州的车辆管理局 (DMV) 管理服务与项目部门的Jude Hurin表示,自动驾驶技术从根本上来说,只是一项汽车技术。然而,由于该技术对交通和社会的潜在影响,州政府和地方政府必须以不同于传统汽车技术的方式制定自动驾驶系统的法规。

  内华达州车辆管理局除了研究纳入法规范围的自动驾驶各个侧面以外,还探讨了法规实施的顺序。自动驾驶车存在广泛的潜在利益相关者,因此Jude Hurin提出,在制定法规具体内容时,或需要得到利益相关者大量的协助,最好还是国际性的协助。

美国机动车管理协会:为支持自动驾驶车相关法规的制定,成立工作小组

  美国机动车管理协会的汽车项目主管Cathie Curtis在自动驾驶车相关业务方面,介绍了该协会开展的2年项目“自动驾驶车最佳实践工作小组”。

  该小组为支持相关法规的制定,确立最佳实践,正开展信息的收集、整理和共享。该工作小组由美国16个州和加拿大2个省的代表组成,开展内华达、加利福尼亚、密歇根州的法规及其实行方法的调查。

  该小组将实践案例分为2组。1组是自动驾驶车的测试,另1组是自动驾驶车的部署和商业化。这2个组进一步细分为驾驶证颁发、车辆证书(证明自动化车辆的性能)、法律实施相关问题等。

美国汽车协会:新技术的社会接受度,也就是公众的认知(知道其优点)将产生巨大影响

  美国汽车协会 (AAA) 联邦关系主管Avery Ash表示,该协会对于自动驾驶车的职责是向汽车用户告知自动驾驶车的优点。Avery Ash与Jude Hurin持有相同意见,认为对消费者、立法者、以及其他利益相关者的教育需要更多利益相关者的参与。

  由此将推进政策的制定,支持自动驾驶车的综合环境逐步完善。环境完善之所以重要,是因为某项技术是否为社会所接受,公众的认知程度会产生很大的影响。关于这点,在自动驾驶车相关法规问题的论坛上,各方都进行了深入的交流。

 

课题一:驾驶员对自动驾驶技术的接受度及其信赖程度

  从消费者的角度提出了随着自动驾驶车的普及产生的主要问题。3名小组成员提出了2个共通的主题。

  第1个是驾驶员对自动驾驶技术的接受度及其信赖程度。如果公众无法信赖、不接受自动驾驶技术,这项技术就得不到利用,、自动驾驶也将失去能够提供的利益。

课题二:有必要让驾驶员了解自动驾驶技术的能力以及局限性

  小组成员们提出的第2个主题是针对驾驶员的自动驾驶技术的教育。为了使驾驶员不会因为自己的过失而不当使用自动驾驶技术,需要让驾驶员了解自动驾驶车的能力与局限性,以及与其他车辆的差异。通过对自动驾驶的各个方面制定法规,实施标准化,有助于驾驶员的教育。

  例如,美国交通部公路交通安全管理局 (NHTSA) 与美国汽车技术会 (SAE) 都制定了自动驾驶的分级,NHTSA分为5个等级,而SAE则分为6个等级。政府或将制定明确、严密的等级定义,使驾驶员不至于陷入混乱。

 

自动驾驶技术的开发中存在的伦理问题:斯坦福大学汽车研究中心

Visual representation of trolley problem where the operator chooses between hitting five people or changing course and hitting one
“电车难题”示意图:驾驶员必须决定是碰撞5个行人还是碰撞1个行人。 出处: Center for Automotive Research at Stanford
行驶过程中的决策责任归属自动驾驶系统的程序设计员

  斯坦福大学汽车研究中心主任Chris Gerdes提出了自动驾驶车以及程序设计员面临的伦理问题。通常来说,由于是驾驶员在驾驶车辆,因此驾驶过程中作出的决策责任都在驾驶员身上。

  然而,自动驾驶车不是由“驾驶员”来控制车辆。因此行驶过程中作出决策的责任就落到了自动驾驶系统的程序设计员或开发人员身上。无论是哪种情况,车辆的行驶都存在需要进行哲学和伦理层面分析、并作出判断的场景。

极端案例 (电车难题):是碰撞5人还是碰撞1人?

  列举一个极端的案例—古典的哲学思辨试验“电车难题”。传统的“电车难题”只给车辆的驾驶员2个选项。1个是在原有路线前进,撞击5个旁观者,致使5人全部被碾压致死。另1个选项是进入岔路,避开5个旁观者,取而代之碾压另1个旁观者。

  为了作出选择,需要比较不作为致死5人和作为致死1人的孰轻孰重。

  下表列举了常见的行驶情景以及每种情景需要探讨的课题。制定一系列规则来规范行为的义务论、重视决策结果的效果论等哲学和道德理论在作出此类决策时或许有帮助。

 

自动驾驶车面临的需要权衡的行驶情景 (例)
情景 课题
  在双车道道路上,非法停车的车辆堵住了前进道路。为了避让该停止车辆,可以跨过黄色的中央车道线继续行驶吗? 但是,在美国的一些州,越过黄色中央车道线是违法行为。 移动的需要 遵守法律的需要
  在双车道道路上由自行车缓慢前行,堵住了前进道路。为了避让自行车,可以跨过黄色的中央车道线继续行驶吗? 但是在美国的一些州规定,超过自行车行驶时,需要与自行车之间保持最低限度的距离。但加利福尼亚州的法律又规定,如果为了与自行车保持距离而越过黄色中央车道线,属于违法行为。 移动的需要 以及 安全的需要 VS 遵守法律的需要
  在高速公路上并道时,经常会发生实际交通速度低于时速限制的情况。驾驶员为了安全地并入高速公路,可以忽略时速限制吗? 移动的需要 以及 安全的需要 VS 遵守法律的需要
  为了避免与行人的碰撞,需要对车辆实施紧急操作,但如果实施紧急操作,又会与另一辆厢型车相碰撞。可以采取的最佳操作是什么? 对自身安全的需要 VS 保证他人安全的需要VS 对避免财产损失的需要
 
自动驾驶车与其他车辆驾驶员的性格关系

  针对自动驾驶车如何应对攻击型和防御型驾驶员这个问题,Chris Gerdes将交通比喻成“社交舞”,表示无论是交通还是社交舞,针对行为准则都有传统的标准和各地风俗。

  来看所有方向都暂停通行的十字路口的案例。完全停止、等待轮到本车前进的车辆很可能会被未完全停止、正在滑行的 (rolling stop) 攻击型驾驶员阻挡前进的道路。自动驾驶车如果不考虑到人的性格,就无法移动,最终可能阻碍到交通的进行。在此情况下,需要将碰撞的危险性与该情况下移动所需的采取的积极行动相比,并作出判断。

 

自动驾驶技术面临的法规问题:法律事务所与学会的见解

  以“自动驾驶的法规方面问题”为主题的研讨会上,法律事务所Venable的合伙人David Strickland与南卡罗来纳州大学法学部副教授Bryant Walker Smith主要就责任展开讨论,还就自动驾驶的协助活动开展讨论。

  David Strickland介绍了责任制度的概念,当事人遭受经济损失的情况下,将把责任看做资产的重新分配,决定限制行动的责任重新分配的优先顺序。先进的碰撞自动紧急制动系统的开发中可以看到该责任机制是如何运行的。原本企业认为,由于该系统的经济风险较大,因此如果不参加损害赔偿保险,无法将该技术商品化。   然而,随着技术的进步,多数企业开始认为,即使不参加损害赔偿保险,该项技术的投放仍是具有可能性的且有利的。由此证明,即使不追加新的法规,产品责任机制的灵活性以及健全的体制会使问题最终得到解决。

向设计自动驾驶系统的技术人员提起诉讼的可能性

  尽管如此,自动驾驶技术仍会引发产品责任机制方面的问题。例如通用点火开关问题,针对造成事故原因之一的系统设计技术人员,有可能提起诉讼。自动驾驶或将建立起由驾驶员和系统分担责任的机制。但责任的大小不确定,且企业会因此停止自动驾驶技术的商品化,所以也可能会产生问题。但对于旁观者来说,通过法律制度,防止自动驾驶系统的利用产生风险是非常重要的。

社会是否对自动驾驶车持肯定意见,对于法律上的解释尤为重要

  研讨会上提出的另1个问题是,公众认知与期待的变化会产生的影响。公众对自动驾驶技术是持肯定意见还是持否定意见,可能会对合理性及正当的提醒义务相关法律的解释产生影响。同样的,如果对自动驾驶技术的信赖程度以及期待过高,那么一旦发生事故和碰撞的案例,就会造成及极大的不良影响。因此,开发自动驾驶系统的企业还需要考虑到公众的认知。

政府的职责

  在法规相关研讨会上探讨的标准化方面,有人提问,政府在法规的制定中扮演何种角色。David Strickland表示,美国联邦机动车安全标准 (FMVSS) 由联邦政府掌握着主导权。但是,在法律的执行等方面,联邦政府只能以分配道路建设资金的形式对州政府产生一定影响。另一方面,Bryant Smith指出,自动驾驶还是新技术,因此不同地区的法律制定情况以及法律相关问题也有所不同,如果能够了解哪种法规更有效,或对今后有所帮助。

 

 



驾驶员在自动驾驶车方面的参与度

  自动驾驶技术截至目前的开发中,仍需要驾驶员参与车辆的操作。然而,一旦实现完全自动驾驶,就无需驾驶员的参与。在TU-Automotive Detroit的2个研讨会上,关于驾驶员可能需要接手自动驾驶车控制的过渡阶段开展了探讨。

 

自动驾驶中驾驶员的参与度

  题为“HMI以及必要时驾驶员的参与”的研讨会上,讨论了需要驾驶员参与控制自动驾驶车的情况以及对驾驶员的影响。具体来说,具体着眼于NHTSA定义的自动驾驶等级2至等级3的过渡时期。

公司名称 演讲者 职位
Sensory Darin Clark 销售总监
Freer Logic Gwen Sorley 全球渠道营销主管
Telenav Eric Wood 汽车用户体验主管
Continental Christian Schumacher ADAS业务部主管
让消费者充分理解自动化等级2与3的差异

  小组成员们主要关心的问题之一是了解自动驾驶等级2与等级3的差异,并让消费者也了解其差异。

  Christian Schumacher将驾驶员接手汽车控制所需的时间长度分为2个等级。等级2中,驾驶员需要始终注意道路情况。等级3中,汽车控制部分操作的判断,因此能给驾驶员留有一定的反应时间。

  Eric Wood表示,等级3中,汽车控制部分行程的安全,为了通知驾驶员接手汽车的控制,需要告知其目的地。等级2中,只实现了根据周围情况让汽车持续行驶的功能。因此,为了使等级3的操作发挥功能,需要依赖导航系统。

自动化等级 概要
等级2 - 复合功能的自动化 -该等级中,一体化设计的2个及以上的主要控制功能的致动自动化,无需驾驶员对这些功能进行控制。实现等级2系统的复合功能的案例中,出现自适应巡航控制系统与车道保持功能的组合。
等级3 -限定条件的自动驾驶 -该自动化等级的汽车中,在特定的交通或环境条件下,驾驶员将安全所需的所有功能的控制全面交付给汽车,这些条件如产生变化,是否该让驾驶员接手控制,其监控也很大程度上依靠汽车。虽然驾驶员有时需要进行控制,但总体上能享受舒适的移动时间。谷歌汽车就是一种带限制的自动驾驶车。

出处: NHTSA

监控驾驶员的意识水平

  驾驶员的控制以及汽车自动化控制的移交关键的要素是监控驾驶员意识水平的系统。原先实现这一功能的是检测驾驶员眼睛看向何处的摄像头系统、以及内置于方向盘的传感器。

  Gwen Sorley表示,Freer Logic公司开发的系统利用穿戴式设备可检测驾驶员的认知状态。该系统可判断驾驶员是否能够接手汽车的驾驶操作。

  小组成员们还提出,在控制功能的移交过程中,HMI将起到重要的作用。这是因为HMI需要自然地引起驾驶员的注意,并同时传递信息。Darin Clark还表示,语音识别系统或许能在不破坏汽车控制安全性的情况下,帮助驾驶员更容易地获取信息。

驾驶员接手汽车控制所需的恰当时间

  一名观众提出问题,驾驶员接手汽车控制所需的恰当时间大概要多久。根据英国利兹大学2013年的研究,在驾驶员注意力十分集中的情况下,接手汽车的控制最多需要40秒。小组成员们还提出,目前尚未建议标准,测定从分神的状态到集中注意力的状态需要多少时间。随着自动驾驶技术开发的进展,未来或需要建立这类标准。

 

驾驶员与自动驾驶车的相互作用:MIT

ドライバーのスキル低下問題の定量的表現
驾驶员驾驶技能低下问题的定量表示 出处: MIT
自動運転車では、ドライバーのスキル維持することが必要ないという神話
只要有了自动驾驶车,就不再需要驾驶技能的神话 出处: MIT
人与机器能否协同发挥作用?

  MIT的研究院Bryan Reimer以“人为因素:人与机器能否协同发挥作用?”为题发表演讲,主要谈到了驾驶员与自动驾驶车的相互作用产生的问题。

  多数问题是其他论坛内容中讨论到的从自动驾驶转移到手动驾驶、让驾驶员知悉汽车状态的人机界面的必要性、以及测定驾驶员注意力的方法等。

对自动驾驶技术的不信任与过于依赖

  Bryan Reimer列举的问题之一是对自动驾驶技术的信赖及其重要性的相关问题。

  如同自动驾驶车相关规则的论坛上谈到的那样,公众如果不充分信赖该技术、不进行利用的话,技术就会失去其优势。但如果过于信赖技术,以至于超过了设计的界限,或者在不恰当的情况下利用,就有可能会引发事故。

  为了建立对技术的信赖,开发人员必须努力让用户理解该技术。最后,信赖会因为失败而轻易崩塌。自动驾驶系统如果未能在特定的情况下按照驾驶员的意思执行,那么今后驾驶员就不会再完全信赖该系统。

驾驶技能降低的可能性

  另一个问题是,未来,由于驾驶员的汽车驾驶操作经验减少,驾驶技能会将大幅退化。

  只要将汽车行驶的距离与不同人驾驶汽车的行驶距离相比立刻就能一目了然。目前这2种距离相等。然而自动驾驶车中,人驾驶的距离要少于汽车行驶的距离。

  为了防止驾驶技能降低,航空行业采取较强硬的措施。联邦航空局 (FAA) 为了保持飞行员的驾驶技能,要求其更频繁地使用手动控制装置。驾驶技能低下的驾驶员以及驾驶技能降低可能性是自动驾驶技术中亟待考虑的问题。

人工控制的重要性的再发现:从航空行业的案例来看

  最后,Bryan Reimer介绍了一个关于航空行业自动化与人相互作用看法的转换案例。航空行业的自动化与其他行业相比,文献和资料较多,可以说是汽车自动化技术的范例。虽然飞行器自动化系统的能力较高、普及较为广泛,多项案例的研究结构都显示了提高手动控制的重要性。

  近期,最受关注的案例是2009年的“哈德逊河的奇迹”事故,飞行器的2个喷射发动机停止后,飞行员在无动力的情况下将飞机紧急迫降在哈德逊河上。

传统看法 新的看法
-人为失误是事故的主要原因。 -人为失误引发了更深层次的思考。
-飞行器的控制中,人是不可靠的因素。 -操控团队中需要有人在自动控制系统不运转时接手控制。
-通过限制人的参与,可提高安全性。 -同时利用自动控制系统与人的能力,可提高安全性。

 



可应用于自动驾驶车的各种经验:Local Motors公司以及NASA的火星项目

  Local Motors公司的Corey Clothier与Wind River公司的Dan Noal分别就Local Motors公司以及NASA的火星项目的业务介绍了自动驾驶车的相关开发。

 

“快速的商品化”理念与自动驾驶车的利用案例:始于Local Motors公司的自动驾驶车开发计划

  作为Local Motors公司的自动驾驶车开发计划的一环,Corey Clothier提出了用于关于开发的见解和利用案例。Corey Clothier提出的想法之一是:从零开始制造自动驾驶车,比改装现有车辆更具有商业可行性。这是由于,改装工艺比自动化系统的开发更耗时费钱。

 提出的另一个想法是,为了使自动驾驶车快速商品化,可采用的开发理念。该理念已应用于Local Motors公司的车辆开发中。

 

开发理念 说明
1. 共同创造 -与研发人员团体的合作以及开放资源或云资源开发的利用
2. 快速的制造 -利用3D打印机,在44小时内将设计图变为汽车实物。
3. 现地制造 -大量开展小规模的生产基地。
4. 现地试验及检验 -利用现地存在的试验场 。(例如,Local Motors公司计划在底特律建立生产基地,考虑在Ann Arbor的MCity试验场开展试验。)
5. 现地调查 -调查最终产品的现地利用方法。
ノースカロライナ州フォートブラッグ陸軍基地における自動運転車の利用事例
北卡罗来纳州布拉格堡陆军基地的自动驾驶车利用案例 出处: Local Motors
美国陆军基地的自动驾驶班车制度

  论坛上介绍的现地采用自动驾驶车的案例为北卡罗来纳州布拉格堡陆军基地的自动驾驶班车制度,该班车用于将受伤的士兵接送至基地的医疗中心。

  另一个案例是无需驾驶员的10座纯电动车Induct Navia,目前在佛罗里达州坦帕市的科学及工业博物馆 (Museum of Science and Industry) 运行。Local Motors公司针对扩大包括追加车辆在内的制度、改良车辆、对于在博物館与南佛罗里达大学之间增加路线等提供支持。

 

来自火星探测任务的教训

新たな参加者を含む自動車のバリューチェーンの例
包括新参与者在内的汽车价值链图例 出处: Wind River
接受各行各业意见的必要性

  Dan Noal介绍道,为了开发火星探测车,对人员、制造工艺以及技术这3个基本领域进行变更,开发自动驾驶技术的汽车行业或许可以借鉴其经验教训。

  在开发火星探测车以前,无论是NASA还是JPL (美国喷气实验室) 都倾向于在各自组织内部开展业务。但在火星探査任务中,NASA和JPL都向大学、各行各业以及硅谷社区征求了意见。

  除了这类集团组织,汽车行业或许也应该向政府出资机构、disruptor(进行破坏性变革的人群)、新兴企业、基础设施相关组织等广泛征求意见。

转型为复杂的供应链

  NASA与JPL还改变了制造工艺。原先这2个组织都亲自实施几乎全部业务,虽然实现了严格管理的线性体系,但在火星探测车的开发中引进必要的新组织及新技术,转型为复杂的供应链。

  Dan Noal表示,汽车行业正注重系统的整合,倾向于在不同体系的不同组织中开展业务。汽车行业应该在系统之间和组织之间进一步取得沟通,建立新的关系。而各整车厂为了最大限度地调动公司资源的可能性,需要充分认识到供应链中各组织的能力。

新技术与新制造工艺技术是进步的关键

  最后,如同摩尔法则所预言的那样,计算机的性能或将呈指数式增长,但为了开发在自动驾驶车的商品化上所需的技术,需要降低成本、电源要求以及热辐射。汽车行业中,新技术与新制造工艺技术或将成为进步的关键。

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