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揭秘谷歌无人驾驶的幕后功臣

美国电子和电气工程师协会(IEEE)旗下杂志《IEEE Spectrum》近日撰文,对谷歌无人驾驶汽车背后的无名英雄进行了详细介绍。以下为文章全文:幕后功臣 科技行业有一个历史悠久的传统,那就是通过收购创意丰富但资金和人脉不足的公司,来获取一流的知识产权。 这辆由加州创业公司510 Systems改装的自动驾驶丰田普锐斯是谷歌无人驾驶汽车的基础 例如,宝来(Burroughs)1955年通过收购Haydu Brothers Laboratories获得了数字管技术;苹果1996年通过收购NeXT获得了一款新的操作系统,还顺便促成了史蒂夫·乔布斯(Steve Jobs)的回归;Twitter也在2008年收购Summize时得到了一款搜索引擎。 谷歌也在积极融入这一趋势,该公司过去13年共计收购了170多家公司,涉及VoIP、视频网站、网络分析、移动设备、GPS导航、视觉搜索等诸多领域,并将这些技术逐步融入到谷歌帝国中。这些收购多数都会通过新闻发布会、新闻通稿和丰富的新闻报道对外披露。 然而,谷歌最具战略价值的一笔收购却始终游离于公众视野之外。《IEEE Spectrum》的此番调查则揭示出了谷歌无人驾驶汽车和街景摄像头背后的一个惊人事实:这两项技术几乎都是由加州伯克利的创业公司510 Systems开发的。 如果你从未听说过510 Systems,那完全是因为谷歌的故意隐瞒。谷歌早在2011年就收购了510 Systems及其姐妹公司Anthony's Robots,但却从未对外公布。事实上,谷歌甚至与510 Systems的员工签订了保密协议。谷歌官方在介绍无人驾驶汽车的发展历史时,也从未提及该公司。谷歌只是强调称,德国计算机科学家塞巴斯蒂安·特龙(Sebastian Thrun)在斯坦福大学领导的团队于2005年获得了Grand Challenge自动驾驶汽车挑战赛的胜利,并得到了美国国防部高级研究项目署(以下简称“DARPA”)的资助。 初战告捷 谷歌为什么要把这样一笔收购对外保密呢? 2012年4月,彼时的谷歌即将创造历史。几周后,他们改装的一辆普锐斯汽车就将在内华达州开始全世界首次无人驾驶汽车试验。该公司向该州申请了驾驶执照,但一位眼尖的内华达车管局官员发现一件奇怪的事情。“车辆识别号为JTDKB20U987806293的机动车所有人并非谷歌,但投保人却是谷歌。”她致信谷歌工程师安东尼·莱万多斯基(Anthony Levandowski)说,“按照惯例,这两个名字必须一致。” 当年改装的3辆2008款丰田普锐斯中,有一辆是用510 Systems公司的名字注册的,注册人名为苏珊娜·穆斯克(Suzanna Musick)。莱万多斯基给出的解释很简单:“510 Systems是谷歌的一部分,谷歌6个月前收购了这家公司。苏珊娜是他们的CEO。”

(510 Systems创始人莱万多斯基(右二)与其团队研发了“恶灵骑士”无人驾驶摩托)

尽管谷歌将特龙誉为“无人驾驶汽车之父”,但通过对现有证据的分析不难发现,该项目背后的真正推手其实是莱万多斯基。2005年,25岁的他刚刚拿到加州大学伯克利分校工业工程和运营研究硕士学位。那一年,在伯克利本科生布里翁·马居塞克(Bryon Majusiak)等多位工程师的协助下,他研发了一辆名为“恶灵骑士”(Ghostrider)的90cc无人驾驶摩托车,参加了DARPA的Grand Challenge挑战赛。

事实上,在2005年的那场比赛中,莱万多斯基和特龙是竞争对手。“恶灵骑士”是当年参赛的唯一一辆两轮无人驾驶机动车,它依靠高精度的GPS信号和立体摄像头完成比赛。而特伦的“斯坦利”(Stanley)无人驾驶汽车使用大众SUV改装,采用了造价高昂的3D激光雷达元件。“恶灵骑士”虽然只有两个轮子,但依然展现了一流的平衡和导航能力,甚至能在车身倾斜时自动纠正,并最终击败了数十辆四轮汽车——只败给了“斯坦利”。“恶灵骑士”虽然止步于半决,但莱万多斯基却就此找到了自己的人生方向。 开发历程 经过了几次短命的创业后,莱万多斯基与伯克利的两名工科校友(安德鲁·舒尔茨(Andrew Schultz)和皮埃尔-伊夫斯·德洛兹(Pierre-Yves Droz))一起创办了510 Systems。2007年,当莱万多斯基与谷歌地图展开技术合作时,他的这家创业公司即将对其作出一项重大贡献。 马居塞克是510 Systems的首批员工之一,尽管他当时本科尚未毕业。“我们都在开发智能机控摄像头,并最终进化成了最初的谷歌街景系统。”他回忆说。该公司设计了一套处理系统,可以将数字摄像头、高端GPS模块和惯性传感器的数据融合到一起,从而在摄像头图形中融合定位数据编码。这款摄像头由510 Systems公司开发,然后由GPS公司拓普康为谷歌生产和销售——这家公司曾经资助过“恶灵骑士”项目。“谷歌是我们一年半以来的唯一客户”马居塞克说。 不可避免的是,510 Systems开始涉足激光雷达扫描仪。激光雷达是一种轻型雷达,它使用激光来测量与附近物体的距离,通常通过镜子来控制激光束,对周围空间进行3D扫描。510 Systems团队在移动地图绘制领域率先使用了激光雷达技术,他们的系统也被这家全球最大的数字地图公司所采纳。 该公司开发的一款设备被公共事业公司用来进行自动测量。这种设备可以固定在货车顶部,从而追踪路边电线杆之间的每股线束的情况,甚至计算出这些电线之间的缠绕是否松紧合适。 “我们曾经制作出了伯克利历史上最详细的地图。”马居塞克说。该公司在激光雷达领域的技能甚至吸引了好莱坞的关注。当导演詹姆斯·弗罗斯特(James Frost)希望在Radiohead乐队的《House of Cards》音乐视频中使用激光雷达技术时,他让510 Systems的德洛兹帮助其处理元数据。该视频后来获得了格莱美奖的提名。 不过,虽然绘制地图和音乐视频图像业务令510 Systems的工程师忙碌不堪,但他们始终感觉,自己仍有一个未尽的使命。“机器人总是萦绕在我们的脑海深处。”马居塞克说,“我们想做一个更好的机器人摩托车:全尺寸、全速度,融合了我们从挑战赛中学到的所有知识。”所以,当探索频道2008年初与莱万多斯基取得联系,让他为《Prototype This!》节目开发一款无人驾驶匹萨配送车时,他欣然应允。 结果,移动地图绘制业务中积累的所有经验都帮上了大忙,使之可以快速开发机器人汽车。“那是个业余项目,但我们拥有一条技术管道,为我们提供了无人驾驶汽车所需的所有关键数据。”一位不愿透露姓名的510 Systems前员工说。例如,软件工程师杰克·蒂斯代尔(Jack Tisdale)曾经为GPS过滤器编写过高精度测量程序,可以将GPS融入动作传感数据中,从而实现厘米级的定位精度。剩下的就是为他们选定的汽车开发一套控制系统,那是一辆2008款的丰田普锐斯,车辆识别号为JTDKB20U987806293。 “由于车上的所有元件都是电动的,所以可以做一套中间系统。”马居塞克说,“我们逐一研究了各种信号的含义,然后借此让汽车按照我们希望的方式行驶。”短短几周,这辆现在被称为“普瑞机器人”(Pribot)的无人驾驶汽车便做好了上路准备。它沿着旧金山的海滨一路前行,驶过海湾大桥后来到珍宝岛,整个路线事先都经过了周密的设计。 莱万多斯基使用510 Systems的一台激光雷达汽车事先绘制了25分钟的车程,谷歌如今在加州山景城总部延续了这一模式。这些3D地图都存储在“普瑞机器人”里,然后使用厘米级的定位技术和自制的控制系统来引导这一段长约8公里的路程。尽管固定在普瑞机器人顶部的激光雷达系统使之具备了基础的防撞能力,但却无法预测行人和其他道路用户的行为。所以,在探索频道的拍摄过程中,整条道路都被封闭,还有警车全程护送。普瑞机器人从旧金山出发,完美地穿越了海湾大桥,完成了一次真正的披萨配送。美中不足的是,它在一个出口匝道上蹭到了墙壁。 牵手谷歌 “普瑞机器人实现了难以置信的成就。”马居塞克回忆说。但作为一款技术验证产品,普瑞机器人已经完成了使命。莱万多斯基证明了不仅可以制造出安全可行的无人驾驶汽车,而且不需要花费大笔资金。 然而,假如有谷歌那样庞大的资源,又会取得何种成就呢?几个月后,拉里·佩奇(Larry Page)和谢尔盖·布林(Sergey Brin)给特龙和莱万多斯基开了一张空白支票,让他们启动各自的无人驾驶汽车项目,他们首先来到了510 Systems。 “从那时起,我们开始与谷歌展开很多合作。”马居塞克说,“他们的所有硬件集成都是我们做的。他们只开发软件,我们拿到车后负责开发控制器,他们从那里开始从事后续工作。”经过两年的合作,他们共设计了5辆普锐斯无人驾驶汽车。于是,该来的还是来了:谷歌提议收购510 Systems。 40多名510 Systems的员工挤在会议室里共同讨论这份决定他们未来的要约。“我相信510 Systems本来是可以上市的。”马居塞克说,“当时,希望独立发展和愿意接受谷歌收购的人各占一半。” 最终还是谷歌雄厚的财力占了上风。2011年10月,510 Systems悄然加盟谷歌,成为Google X“登月”部门的关键组成部分。普瑞机器人也随之一同来到了谷歌。不过,普锐斯那时似乎显得有些老态龙钟。他们2012年初帮助谷歌拿下了内华达州的试驾执照,但到那年夏天,他们已经逐步放弃了普锐斯,转而使用更新的雷克萨斯SUV。“当510 Systems真正融入谷歌时,我们的硬件已经高速发展,一切都更像是进入了常规生产状态,而不再像是一个大学研究项目。”马居塞克说。 保密顾虑 从公众角度来看,谷歌对510 Systems的收购始终保密或许完全可以理解。2010年,《纽约时报》记者约翰·马考夫(John Markoff)发现了谷歌的无人驾驶汽车项目。他当时有幸亲身体验了510 Systems的普锐斯,但却被告知该项目是特龙的作品——他担任斯坦福人工智能实验室主任,还是DARPA Grand Challenge挑战赛的冠军。 谷歌或许认为,一个屡获大奖的著名教授,比名不见经传的莱万多斯基更容易受到外界认可。或许该公司只是想规避一些更加棘手的问题:比如在公路上秘密测试的无人驾驶汽车,怎么能是一个伯克利的创业公司开发的呢?无论如何,510 Systems几乎完全没有在谷歌无人驾驶汽车的诞生过程中被人提及。 包括3名创始人在内,510 Systems的多数员工仍在谷歌开发无人驾驶汽车。莱万多斯基仍是整车负责人,舒尔茨负责嵌入式系统和电子元件,德洛兹则管理着10名工程师。马居塞克于今年1月离开了谷歌,加盟农用机器人开发商Blue River Technology。 当初的那辆普瑞机器人至今仍在Google X的园区内四处游走。“它有朝一日可能进入博物馆。”马居塞克说。 如果真有那么一天,它的标签上应该写上这样一段话:“由伯克利的510 Systems开发。”

本文分享自微信公众号 - 机器人网(robot_globalsources)

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原始发表时间:2014-12-04

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