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忘却的历史!无人驾驶摩托与天才莱万多夫斯基

腾讯数码讯(Databoy)Waymo起诉Uber窃取商业机密,月初时,虽然官司已经和解,但并不意味着安东尼·莱万多夫斯基(Anthony Levandowski)不再是焦点人物。美国司法部仍然可以起诉前Waymo高管莱万多夫斯基,因为他涉嫌从前雇主窃取技术文档。我们不禁要问,接下来莱万多夫斯基准备做什么:他在无人驾驶汽车领域有着丰富的经验,他会不会利用这些经验,再建一家公司,然后重新回归?

去年4月,在一份证词中,莱万多夫斯基明确要求,不希望自己的经历和计划被审查。当时Waymo律师问了他几百个问题,大部分与他在Waymo和Uber的工作有关,莱万多夫斯基以美国宪法第五条修正案为庇护,拒绝回答可能让自己陷入被动的问题。不过,有一个项目却是莱万多夫斯基愿意谈论的:GhostRider。

当时一名律师问莱万多夫斯基:“2004年,你凭什么闯进了DARPA挑战赛?”DARPA挑战赛是五角大楼组织的比赛,与无人驾驶汽车有关,奖金高达100万美元,正是这个挑战赛孕育了无人驾驶产业。当时莱万多夫斯基回答说:“闯进挑战赛凭的是GhostRider,它是一辆两轮摩托车。GhostRider是第一辆无人驾驶摩托车……老实说,相当想法疯狂。”

(莱万多夫斯基将车库变成了实验室,开发无人驾驶摩托。)

被遗忘的故事

因为开发了GhostRider,莱万多夫斯基成为“机器人神童”,GhostRider帮助他在随后的DARPA Grand Challenge拿到一个席位,在后来的日子里,他又开发了谷歌第一辆无人驾驶汽车,这一步棋让成为了富翁。2007年,莱万多夫斯基将自己变成永久的无人驾驶先锋,当时他将GhostRider捐给了史密森国家博物馆。

莱万多夫斯基之前也曾谈论过GhostRider项目,虽然整个故事没有披露过,但是从记录看,这辆无人驾驶摩托为莱万多夫斯基的职业发展扫清了道路,但它能够在闯进第一届DARPA Grand Challenge,完全是出于幸运。

IEEE Spectrum很有心,将GhostRider的历史碎片拼凑起来,既有莱万多夫斯基新的采访资料,也有老采访资料,还有一些其它记录,比如14年前的新闻发布材料,这是一份白色文档,封面上写着“GHOSTRIDER ROBOT”,最近,Spectrum编辑无意间发现了这份资料。

2002年,莱万多夫斯基在加州大学伯克利分校学习,学工程学,当时他第一次听到DARPA Grand Challenge的消息。听到之后,他决定参赛。

莱万多夫斯基与朋友兰迪·米勒(Randy Miller)在热水浴缸讨论,提出许多创意,比如开发无人驾驶摩托车、机器人叉车。上周莱万多夫斯基接受采访时说:“参加完总挑战赛会议,开车回来时,看到公路上有很多摩托车在我们周围行驶,我们便决定要开发摩托车。”

(团队在为2004年3月13日DARPA Robotics Challenge比赛做准备)

用捐的钱搞开发

摩托车的原型是本田XR,它很轻,可以装下许多东西,如果摩托摔倒,莱万多夫斯基可以将它扶起来。在DARPA Grand Challenges中,这辆摩托也是最便宜的,根据莱万多夫斯基的估计,这个持续多年的项目花了10万美元。这些钱是他自己掏的,有的来自企业赞助和个人捐赠。

莱万多夫斯基说:“人们通过PayPal赞助,有的捐10美元,有的捐100美元,有点像早期的众筹。”

随后,莱万多夫斯基在自己车库(靠近伯克利分校)里制作第一辆无人驾驶摩托车,他还召集几名工程系学生来帮忙。有些志愿者没有回报,只有墨西哥卷,后来其中一些人加入进来。开发团队叫作Blue Team(蓝色团队),意思就是说它们像军事演习中非常友好的团队一样。他们管自己的机器人摩托叫作Dexterit。

“蓝色团队”有一名成员叫作布莱安·马朱西亚(Bryon Majusiak),现在他正在开发农业机器人。马朱西亚回忆说,当时莱万多夫斯基晚上11点给他打电话,想让他帮忙拆卸摩托车。马朱西亚还说:“他给人留下深刻的印象,我去了,后来一直与他合作。”

(参加2005 DARPA Grand Challenge比赛时,摩托车摔倒,掉到了护栏。)

最难的问题

“蓝色团队”的第一个任务就是安装伺服系统,控制油门、离合器和刹车。一台直流电动机与蜗轮减速器控制把手。电子元件由铅酸蓄电池驱动。莱万多夫斯基先用几台本田摩托试过,然后才改用雅马哈125,参加第一次DARPA Grand Challenges。

安装完机械控制系统之后,“蓝色团队”碰到了最难的问题。莱万多夫斯基说:“如果要让汽车在街道上行驶,你可以增加类似加速器的东西,不需要控制,汽车就能行驶了。如果要让摩托车前进,你要提前引入很多技术,然后才能让摩托直线行驶。事实证明,在你测试其它导航和光学系统之前,先要保证平衡,这是一个很复杂的问题,难度很高。”

2003年年初时,因为很难取得突破,莱万多夫斯基曾告诉团队说,如果在下周日之前无法让Dexterit行驶1.6公里(1英里),就会放弃项目。

但是团队成功了,他们找到了一套很棒的解决方案,解决了平衡与转弯问题。人类驾驶摩托时会转移重心保证平衡,“蓝色团队”发现,只需要控制雅马哈摩托朝着想让它倾斜的方向行驶,就会产生一股力量,平衡重力。

莱万多夫斯基说:“反控制会形成向心加速度,在相反的方向变成扭矩。然后就能平衡,不断反复,让摩托走直线。”

如果想让摩托走曲线,又要保持扶手是直的,怎么办?这个问题更难解决。看看2003年和2004年的视频,里面的摩托在私人车道上静止时可以保持自我平衡。在后来的视频中,摩托更聪明了,可以在草地上转圈。

听起来很简单,但是“蓝色团队”花了几个月时间才让摩托像有人操纵一样流畅行驶。莱万多夫斯基说,摩托翻了几百次车。

(从左到右依次是莱万多夫斯基、特伦和克里斯·厄姆森(Chris Urmson))

参赛

2004年参加竞赛的技术文档披露说,摩托的主传感器是光学传感器,覆盖范围约为40米。摩托安装了一对向前的单色网络摄像头,它会扫描移动障碍物,还有一个单色摄像头,用来侦测道路。摩托内置了计算机,用的是AMD Athlon 64位处理器,配512MB内存,每4秒只能处理一帧图像。

前轮上面有一个悬挂式陀螺稳定装置,上面装有摄像头,另外还有一个陀螺仪和一个惯性测量装置,它们可以提供方向和加速数据。光编码器追踪转向角度和速度,还有一个GPS确定方向。

团队的计划是用路径点建一个数据库(在参赛之前由DARPA提供),然后用定制程序处理数据,提高路径点的密度,为摩托制作更精准的路线图。摩托依赖数据在荒漠中导航,与此同时,它还会用摄像头侦测岩石及其它车辆。

莱万多夫斯基说:“从本质上讲,就是一帮人将东西组合,看看哪些管用。”当时他搞了一套77GHz机械扫描雷达,但是无法让它发挥作用。莱万多夫斯基回忆说:“设备总是短路,我想搞清原因,为了找到答案,一天之内被电击的次数可能达到10次。我们未能让它发挥作用,我们从未试过激光。”

有许多组件是制造商、供应商赞助的。Hobby Engineering在网上销售机器人工具,一天凌晨3点钟,莱万多夫斯基联系了公司的创始人艾尔·马戈利斯(Al Margolis),他参与进来。在挑战赛的新闻稿中,马戈利斯说:“我们回了电话,莱万多夫斯基吃了一惊,他根本没有料到我们会回应,更别说帮助了,但他真的很想试一试。”

几小时后,两人在Hobby Engineering展厅会面,在那里,马戈利斯给了莱万多夫斯基一些微控制器芯片,帮助他在演示最后截止日期之前完成任务。

在团队内,没有谁比莱万多夫斯基还努力。米勒说:“他没日没夜工作,有时2天或者3天不睡觉,很卖力。”

挑战赛渐渐临近,莱万多夫斯基开始思考一个问题:如果在“蓝色团队”能够通过加州资格赛,参加备受关注的决赛,会发生什么事?莱万多夫斯基将Dexterit改了一个名字,叫作GhostRider,还在宣传资料中添加自己的介绍——在介绍中,他说自己心中的英雄是盖茨,里面还有幻灯片,有赞助者的来信。2004年年初时,莱万多夫斯基成立了一家名叫Robotic Infantry Inc.的公司,看看能否将技术应用于军事、商务领域。

幻灯片介绍说,Robotic Infantry的下一步可能会用3D技术为GhostRider组件建模,开发电动碳纤维摩托,然后优化传感器,改进软件。到了2007年,莱万多夫斯基希望能开发一款可以在道路上行驶的产品,还考虑收购,获得技术,寻求融资甚至IPO。

幸运入围

“蓝色团队”一直在开发GhostRider,直到最后一分钟,因为DARPA的要求,就在竞赛前几天,团队还为摩托增加了紧急失活功能。莱万多夫斯基说:“和参赛的其它团队一样,要让GhostRider赶上时间表,能够正常运行,这是一件很难的事。我们的优先目标是让摩托正常运行,然后才考虑停止的事。对于我们来说,停止不是什么难事:如果系统失灵,它就会摔倒。”

2004年3月8日,25个团队来到洛杉矶附近的California Speedway,参加资格赛。DARPA划出2.2公里长的赛道,里面有障碍物,车辆在比赛时会碰到。车辆必须通过安全检查,至少在赛道上跑完两次。

只有最快、最稳定的15辆交通工具才能进入Grand Challenge,GhostRider的对手很强大,有些团队获得丰厚的资金支持,比如斯坦福、卡耐基梅隆大学,Caltech、Oshkosh Truck Corporation的支持。

去年,莱万多夫斯基介绍说:“在第一年里,我们一直在努力,想让自己成为合格者。大约有190个团队申请,约有14个合格,我们是其中一个。”

“蓝色团队”的摩托于3月9日第一次开上赛道,因为它是一款两轮摩托,吸引了许多人的注意。《洛杉矶时报》报道说,那一天GhostRider只跑了大约4.5米就摔倒了。第二天,GhostRider再次挑战,结果又失败了。事实上,Levandowski告诉DARPA,说“蓝色团队”不再尝试了。失败的不只是Levandowski ,还有许多团队也失败了,车辆碰到了障碍物,或者开出了赛道。

3月11日,资格赛的最后一天,有38个团队做最后的尝试,“蓝色团队”榜上无名。资格赛快要结束时,总计已经有7辆车至少在赛道上跑完一次,DARPA认为还有8个团队部分完成任务。3月13日的比赛,DARPA希望有15个团队参赛,加起来已经差不多了。

15个团队中,有14个团队进入了比赛名单。但是有一个团队Rover Systems没有进入,虽然它在两次考试时跑完了部分赛道。DARPA选择了GhostRider,在第一天的比赛中,GhostRider表现并不好。

莱万多夫斯基说:“我们已经证明,我们的摩托车可以开出门,可以转弯,可以走直线,还会撞上围栏。”GhostRider之所以入围可能还有一个原因:莱万多夫斯基让摩托车在停车场跑圈,停车场位于官方资格赛赛道。

总之,GhostRider入了围,它要在加州Barstow和内华达拉斯维加斯之间参加越野赛,赛道长230公里,争夺100万美元奖金。

对于GhostRider的下一步,莱万多夫斯基很现实。他说:“我们根本没有机会获胜,摩托没有足够的汽油跑完全程。不过我们希望摩托能够开出门,跑过第一个转弯点,然后可能会冲到300英尺远的树木。”

发令枪一响,GhostRider甚至连4.5米都没有跑完就倒在地上。它冲进了荒漠,然后摔倒在地。短短几秒钟,GhostRider的Grand Challenge之旅就结束了。

莱万多夫斯基说:“摩托想保持平衡,我们却要推着摩托车走,真是沮丧,太打击人了。我们将稳定装置关了,把摩托推到起跑线,然后忘了打开,结果摩托又一次失去平衡。真是尴尬极了。”

一战成名

不管尴尬不尴尬,GhostRider入围第一届Grand Challenge仍然让23岁的莱万多夫斯基成为名人。那一年,没有车辆完成挑战,DARPA于是邀请所有入围团队在2005年再次比赛,这一次奖金提高到了200万美元。

GhostRider在资格赛时又没有跑完,只是这一次DARPA让它参与主赛事。在最终比赛时,Stanley成为冠军,它是一辆无人驾驶汽车,用大众Touareg SUV改装的,团队来自斯坦福大学,由塞巴斯蒂安·特伦(Sebastian Thrun)领导。

特伦很欣赏莱万多夫斯基,事后,他邀请莱万多夫斯基参观斯坦福实验室。2006年,特伦向莱万多夫斯基发出邀请函,一起完成摄像头地图项目,这个项目名叫VueTool,谷歌很重视这个项目,第二年,它将整个VueTool团队请到公司,开发街景系统。在随后的几年里,莱万多夫斯基与特伦为谷歌开发了第一辆无人驾驶汽车。

未来准备怎么走?莱万多夫斯基还没有做好详细介绍的准备,计划可能与摩托无关。当记者问他,有没有重新开发无人驾驶摩托的想法。他说:“我认为,摩托可能不是很好的机器人交通工具平台,它是很好的训练工具,你可以让它运行,但是它会越来越复杂,这种复杂性是不值得去面对的,因为摩托不能轻松携带货物。”

莱万多夫斯基还说:“如果纯粹是为了娱乐,重新开发GhostRider还是很有意思的事,但是与无人驾驶汽车没有太大关系。”

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责任编辑:yokiizhang
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