一輛銀色的汽車，高速穿行在由橘色路樁劃定的跑道區(qū)域內(nèi)。
它以極其精確的姿態(tài)控制，穿過(guò)了這條蜿蜒曲折且十分狹窄的跑道!
一切不得不令人感慨：坐在方向盤后的，究竟是日本的山道元祖土屋圭市，還是美國(guó)的漂移大神“磚叔” Ken Block?
都不是。
事實(shí)上，駕駛著這臺(tái)1981款 DMC DeLorean 的，并不是真人，而是斯坦福大學(xué)開發(fā)的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)……
你沒(méi)有聽錯(cuò)：自動(dòng)駕駛汽車，已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)精確的漂移了。
請(qǐng)看團(tuán)隊(duì)制作的完整視頻：MARTYkhana
從視頻中可以看到，即便在失去抓地力的前提下，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)仍然可以進(jìn)行精確的控制。
這臺(tái) DeLorean 穿行于狹窄的跑道中，卻沒(méi)有誤觸任何一個(gè)路樁——如果你看過(guò)著名的 Gymkhana 系列視頻，可能會(huì)對(duì)這樣的駕駛模式感到熟悉。
然而，即便是已經(jīng)親自出演十多部 Gymkhana 視頻的 Ken Block 本人，對(duì)賽道和車體掌握的精確程度，似乎也無(wú)法達(dá)到斯坦福大學(xué)這臺(tái)自動(dòng)駕駛汽車的程度……
也難怪，團(tuán)隊(duì)拿著這條視頻去給一些職業(yè)漂移賽車手看，這些車手紛紛表示：“感覺要失業(yè)了!”
Fredric Aasbø, 2015年 Formula DRIFT 世界冠軍
2015年，斯坦福大學(xué)動(dòng)力設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室的教授 Chirs Gerdes 不知道從哪找來(lái)了一臺(tái) 1981 款 DMC DeLorean.
——沒(méi)錯(cuò)，就是著名科幻電影《回到未來(lái)》里的那臺(tái)汽車的原型。
Gerdes 教授帶著幾個(gè)自己的學(xué)生開始爆改這臺(tái)神車，過(guò)程中也得到了自動(dòng)駕駛創(chuàng)業(yè)公司 Renovo 的幫助。團(tuán)隊(duì)還把這臺(tái)車取名叫 Multiple Actuator Research Testbed for Yaw control(偏航控制多執(zhí)行器研究試驗(yàn)臺(tái))，簡(jiǎn)稱 MARTY……
因?yàn)椤痘氐轿磥?lái)》的原因，再加上 DMC 公司本身的傳奇故事，DeLorean 在汽車歷史上留下過(guò)濃墨重彩的一筆。然而，除了光環(huán)加身之外，這臺(tái)車的動(dòng)力總成各部件實(shí)際上毫無(wú)任何特色可言。
因此，團(tuán)隊(duì)所作的第一件事，就是把這臺(tái)車拆了個(gè)干凈，包括發(fā)動(dòng)機(jī)，換進(jìn)去一套電池、電機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)等，把這臺(tái) DeLorean 變成了名副其實(shí)的“電動(dòng)車”：
然后，團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步加裝了了控制系統(tǒng)。包括油門、剎車和方向盤控制等等，全部都是由計(jì)算機(jī)完成的。
下面這張圖展示了改裝的主要內(nèi)容，從左到右、從上到下：
1)拆除了原本2.8升排量卻只能輸出130hp的燃油發(fā)動(dòng)機(jī)，換進(jìn)了一臺(tái)7,000牛米的電動(dòng)機(jī)——轉(zhuǎn)換到制動(dòng)馬力至少也有400hp左右?
2)雙 GPS 天線用于追蹤汽車的位置，可以精確到1英寸。車載系統(tǒng)正是通過(guò) GPS 定位來(lái)確定自己的位置——也就是說(shuō)，MARTY 的自動(dòng)駕駛，并不是普遍意義上的機(jī)器學(xué)習(xí)，而是一個(gè)更簡(jiǎn)單的、邏輯驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)駕駛。
3)計(jì)算機(jī)控制的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，不到一秒的時(shí)間即可從一個(gè)方向的極限轉(zhuǎn)到另一個(gè)方向的極限，而且控制極其精確，這也是為什么這輛自動(dòng)駕駛汽車可以實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的漂移控制。
4)電動(dòng)剎車系統(tǒng)，可以進(jìn)行精準(zhǔn)的剎車控制。
5)定制的懸掛系統(tǒng)，滿足漂移時(shí)對(duì)輪組產(chǎn)生的極限壓力。
漂移和正常駕駛是兩種完全不同的駕駛方式。當(dāng)我們正常開車時(shí)，汽車會(huì)朝著打輪的方向前進(jìn)。而且，正常開車需要輪胎保持抓地力，因?yàn)槭プサ亓鸵馕吨{駛者失去對(duì)汽車的控制，很容易導(dǎo)致事故發(fā)生。
而在漂移時(shí)，一切和正常駕駛幾乎都反過(guò)來(lái)了：汽車的前進(jìn)方向?qū)嶋H上和打輪方向完全相反。而且在漂移時(shí)，車手必須在失去和獲得抓地力之間找到一種平衡，使得輪胎在賽道上打滑，卻也能提供足夠的力量將車往前推。
同時(shí)這一力量又必須和前輪的角度形成一個(gè)平衡，使得車輛不會(huì)因?yàn)檗D(zhuǎn)向過(guò)度而偏離前進(jìn)的方向：
對(duì)于真人車手，他們需要用眼睛去看發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表，耳朵去聽發(fā)動(dòng)機(jī)、輪胎摩擦的聲音，用身體去感受離心力等等——在很大程度上，車手是通過(guò)自己的意識(shí)去感知的。
任何人都可以猛踩油門讓輪胎失去抓地力，但掌握精確的控制，從而讓車輛在一種“可控的失控”下完成精彩的漂移過(guò)彎，需要日積月累的訓(xùn)練。
而這一切對(duì) DeLorean 似乎更加簡(jiǎn)單。為什么這么說(shuō)?因?yàn)樗梢灾苯訌能囕d電腦和傳感器中讀取數(shù)據(jù)，從而做出精確的操控。
確的操控車載系統(tǒng)顯示了車輛目前的速度、各輪的當(dāng)前扭矩?cái)?shù)值、前輪的轉(zhuǎn)向角度，以及車輛的前進(jìn)方向和車身之間的偏航角度 (yaw) 等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。
斯坦福團(tuán)隊(duì)決定向 Ken Block 的 Gymkhana 系列視頻致敬，將用來(lái)測(cè)試的這條賽道命名為 MARTYkhana。這條賽道總長(zhǎng)大約1公里，路線專門設(shè)置用來(lái)考驗(yàn)和展示系統(tǒng)的精確性。
有了數(shù)據(jù)的幫助和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的加持，MARTY 可以實(shí)現(xiàn)令人難以置信的精準(zhǔn)過(guò)彎控制。下圖中，MARTY 進(jìn)行了一個(gè)從向左到向右漂移的快速切換，穿過(guò)狹窄的門，卻沒(méi)有碰到障礙本身：
穿過(guò)障礙，有如“蜻蜓點(diǎn)水”一般輕盈……
下圖中，賽道從一個(gè)大直徑的橢圓進(jìn)入一個(gè)小直徑的圓形，MARTY 的對(duì)油門、剎車和轉(zhuǎn)向角度控制，經(jīng)受住了考驗(yàn)，畫出了一道完美的螺旋白煙。
一些職業(yè)漂移賽車手和工程師給了 MARTY 很高的評(píng)價(jià)。
2015年 Formula DRIFT 世界冠軍 Fredric Aasbø 指出，MARTY 做了幾個(gè)難度非常高的 transition(從一個(gè)彎形到另一個(gè)彎形的轉(zhuǎn)換)，“在這種操控上，機(jī)器人可能會(huì)比我們?nèi)祟愖龅母谩?rdquo;
Papadakis Racing 的隊(duì)長(zhǎng) Stephan Papadakis 表示，從視頻里可以看出，車輛的動(dòng)力總成設(shè)計(jì)和安裝，以及自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的編程令他印象非常深刻，特別是“可重復(fù)性”，也即 MARTY 每次穿過(guò)同一個(gè)彎形所采用的姿態(tài)，都一如既往準(zhǔn)確無(wú)誤。
看這架勢(shì)，莫非斯坦福大學(xué)要出師 Formula Drift 了?
還好，并不是……
實(shí)際上，團(tuán)隊(duì)進(jìn)行這項(xiàng)研究的目的，是幫助未來(lái)的自動(dòng)駕駛汽車更加安全。
現(xiàn)在的自動(dòng)駕駛汽車已經(jīng)挺安全了，主流公司公布的數(shù)據(jù)顯示事故率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于真人駕駛。然而這個(gè)結(jié)果建立在相對(duì)更安全的測(cè)試環(huán)境下，往往不包括(或者只包括極少量的)雨、雪或極端天氣。這也是為什么在自動(dòng)駕駛汽車測(cè)試過(guò)程中，一旦發(fā)生緊急情況，安全駕駛員必須接管——在這類情況下，真人的應(yīng)對(duì)能力往往比計(jì)算機(jī)更好。
如果道路因?yàn)橛暄┖偷蜏貙?dǎo)致結(jié)冰?如果道路上有側(cè)向大風(fēng)?別說(shuō)自動(dòng)駕駛汽車，真人司機(jī)也很難保證絕對(duì)安全。
斯坦福大學(xué)團(tuán)隊(duì)爆改這臺(tái) DeLorean，讓它去漂移，目的就是研究自動(dòng)駕駛汽車在失去穩(wěn)定性的極端狀態(tài)下應(yīng)該如何自我控制。
這次的 MARTYkhana 除了做出了一部令人血脈僨張的漂移視頻，更重要的意義在于獲得了大量關(guān)鍵的測(cè)試數(shù)據(jù)。
團(tuán)隊(duì)成員 Jonathan Goh 表示，“通過(guò)漂移，我們讓自動(dòng)駕駛進(jìn)入到最為極端的環(huán)境當(dāng)中。如果我們能夠在最不穩(wěn)定的場(chǎng)景中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛，其他的一切都迎刃而解了。”
圍繞這臺(tái)爆改電動(dòng)漂移 DeLorean，斯坦福大學(xué)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)發(fā)布了相關(guān)的研究論文，題為Toward Automated Vehicle Control Beyond the Stability Limits: Drifting Along a General Path(朝著超越穩(wěn)定極限的自動(dòng)駕駛控制邁進(jìn)：沿著一般道路漂移)，點(diǎn)擊閱讀原文查看。
團(tuán)隊(duì)也發(fā)布了更多的視頻，展示 MARTY 在酷炫的漂移背后，一些重要的研究思路和啟發(fā)：
這已經(jīng)不是 Gerdes 教授的團(tuán)隊(duì)第一次跟賽車打交道了。幾年前，他們改裝了一臺(tái)奧迪 TT，送到賽道上測(cè)試，實(shí)現(xiàn)了超越真人車手對(duì)于剎車和過(guò)彎路線的控制。
他們還把自動(dòng)駕駛汽車送到過(guò)派克峰登頂計(jì)時(shí)賽 (Pikes Peak)，堪稱自動(dòng)駕駛賽車界的第一團(tuán)隊(duì)了……
