比起智能大腦，也許讓汽車(chē)擁有“本能”控制更重要

說(shuō)起自動(dòng)駕駛想必各位讀者都不陌生，大家是不是習慣性理解為“大腦+電機”就能組成一臺自動(dòng)駕駛汽車(chē)呢？就在前兩天，恩智浦2023首席技術(shù)官媒體交流會(huì )上，恩智浦半導體執行副總裁兼首席技術(shù)官Lars Reger先生針對這一概念，向我們拋出一個(gè)問(wèn)題：“如果你認為自動(dòng)駕駛就是讓一臺普通汽車(chē)擁有大腦，那么你愿意讓ChatGPT幫你開(kāi)車(chē)嗎？”很顯然，我們在座各位都不會(huì )同意這一方案，畢竟誰(shuí)能放心完全把自己的性命交給人工智能手里呢？于是，Lars Reger向我們介紹了恩智浦對于自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的獨特見(jiàn)解，以及他們正在幫助世界實(shí)現自動(dòng)駕駛所提供的產(chǎn)品。

2020年是自動(dòng)駕駛元年？

恩智浦認為，這個(gè)世界會(huì )變得更加可以預測，更加自動(dòng)化，從一個(gè)“點(diǎn)播的時(shí)代”轉化為一個(gè)“安排的時(shí)代”。舉個(gè)例子，我們通常會(huì )用手機來(lái)訂外賣(mài)或者打車(chē)，但在未來(lái)世界更多會(huì )是被預先安排好的。

為什么要提出當下和未來(lái)世界的對比呢？當我們站在當下時(shí)節回頭望，在過(guò)去的七八年里無(wú)論是媒體還是技術(shù)人員都在探索未來(lái)的人工智能發(fā)展會(huì )是什么樣的，大家會(huì )關(guān)心 “什么時(shí)候才可以實(shí)現完全自動(dòng)駕駛汽車(chē)？”、“什么時(shí)候孩子們上幼兒園不用父母接送？”、“什么時(shí)候車(chē)里不再有方向盤(pán)，而且汽車(chē)比人有更多的智能和情感？”。

分享會(huì )上Lars摘錄了幾條2016年真實(shí)的新聞報道，比如說(shuō)《福布斯》提到“2020年會(huì )有1000萬(wàn)臺的自動(dòng)駕駛汽車(chē)”；也有其他媒體報道，“2021年有20家自動(dòng)駕駛汽車(chē)的企業(yè)“。但當2020年真的到來(lái)時(shí)，我們會(huì )發(fā)現自動(dòng)駕駛汽車(chē)并沒(méi)有像宣傳的那樣實(shí)現，2020年也不是自動(dòng)駕駛汽車(chē)的元年。

自動(dòng)駕駛≠大腦+電機

之前我們預計自動(dòng)駕駛汽車(chē)能夠很快地實(shí)現，但是全世界發(fā)生了變化，自動(dòng)駕駛并沒(méi)有那么快地實(shí)現?？梢哉f(shuō)我們是在轉換當中出現了迷失。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，當時(shí)人們對人工智能和機器學(xué)習寄予了厚望，但其實(shí)并不僅僅需要人工智能和機器學(xué)習就足夠了。

我們現在明白，自動(dòng)駕駛的實(shí)現除了依靠人工智能的不斷進(jìn)化，還需要更多的基礎設施建設，于是問(wèn)題就變成了如何在人工智能沒(méi)那么可靠的時(shí)候依舊保證自動(dòng)駕駛的安全性？站在宏觀(guān)的角度和抽象的層面理解，首先是感知環(huán)境，然后是與云進(jìn)行連接獲得更多的信息，接著(zhù)用智能器件進(jìn)行計算，之后傳導給機器，再加上信息安全和功能安全，以保證信息安全。

汽車(chē)的架構也遵循這種原理，車(chē)輛功能包括連接、信息娛樂(lè )系統、動(dòng)力總成驅動(dòng)、車(chē)身的電子（比如門(mén)禁、燈光）、車(chē)內的溫控、駕駛員的取代系統，以及一個(gè)大數據網(wǎng)關(guān)等。從造車(chē)角度看，沒(méi)有哪個(gè)OEM用的是同樣的架構，即使在同一家OEM內部，它也有不同的模式和不同代的技術(shù)，有一些架構是域的，有些則是區域性的。目前市場(chǎng)上的汽車(chē)有幾百種底層架構，哪怕針對同一個(gè)系列，從入門(mén)級的車(chē)輛到高端的車(chē)輛也會(huì )有很大的區別，這是一個(gè)更加復雜的過(guò)程。

半導體供應商可以做什么？

答案非常簡(jiǎn)單，恩智浦認為半導體供應商要為這些行業(yè)OEM和一級供應商提供構建架構的模塊，通過(guò)標準化的模塊來(lái)幫助他們實(shí)現各種各樣的架構。但是這對行業(yè)來(lái)說(shuō)并不新鮮，因為很多汽車(chē)OEM是構建不同的機械件作為平臺，比如說(shuō)雖然是不同的車(chē)型，但可以使用同樣的發(fā)動(dòng)機的配件或者底盤(pán)，所以平臺構造的概念對這個(gè)行業(yè)來(lái)說(shuō)并不新鮮。Lars表示，現在汽車(chē)當中，95%的創(chuàng )新都是通過(guò)電子或者是軟件實(shí)現的，只有5%是在機械方面實(shí)現的。所以，恩智浦要做的是去構建電子和軟件的平臺。

對于如何構建電子的平臺化，恩智浦表示，汽車(chē)當中有很多計算單元，包括微控制器、微處理器，恩智浦的40納米級MCU既可以做拖車(chē)的電子控制單元、門(mén)禁控制、光控制或者再上一層是更加大一些的器件，它有外置的存儲，也是一個(gè)非常完整的系列。它具有控制數據聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)功能，另外還有不同的架構以及實(shí)時(shí)處理功能。關(guān)于車(chē)身控制，恩智浦則推出了更加大一些的器件，技術(shù)節點(diǎn)也從40納米升級到了16納米。Lars向我們劇透，恩智浦將很快推出最新的5納米級的旗艦產(chǎn)品，能夠把數據從車(chē)輛傳輸到控制單元的一款產(chǎn)品。

從低端MCU到跨界MCU+微處理器，恩智浦還提供可以結合功能安全的i.MX RT和S32系列，還有一些重型、高密度的工業(yè)級的大數據使用的器件，也可以用來(lái)支持工業(yè)機器人。同時(shí)恩智浦還提供可重復使用的開(kāi)發(fā)軟件。從連接層面來(lái)看，恩智浦的產(chǎn)品可以結合工業(yè)使用的TSN（時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò )）一起來(lái)構建智能工廠(chǎng)、智能家居和智能機器人。

恩智浦幫助汽車(chē)構建反射弧

       Lars表示，2018年他觀(guān)察到很多人曾錯誤地認為智能汽車(chē)就是大腦加電機的結構，他認為這并不是構建高效機器人的方式。以人腦類(lèi)比，腦干的很多功能是在做數據聯(lián)網(wǎng)的功能，而小腦是用來(lái)控制身體中非常重要的運動(dòng)功能，比如心跳、體溫、肌肉反射等等，換到技術(shù)語(yǔ)言就是控制實(shí)時(shí)功能和時(shí)間關(guān)鍵性功能。

自動(dòng)駕駛原理與人類(lèi)反射形成過(guò)程相似，當面對障礙物時(shí)人類(lèi)會(huì )遵從脊柱的本能反應停下來(lái)，小腦幫助我們保持身體穩定，然后大腦感知到障礙物存在，并處理之后的進(jìn)行路徑，同理汽車(chē)也需要構建自己的反射過(guò)程。我們可以通過(guò)攝像頭、雷達、激光雷達、傳感器來(lái)識別障礙物的存在，這時(shí)應當立即停車(chē)而不是等待大腦處理，在停穩之后大腦才開(kāi)始根據環(huán)境來(lái)規劃路線(xiàn)。

2016年，恩智浦推出了“BlueBox” 自動(dòng)駕駛汽車(chē)的計算平臺，它有4個(gè)PCIe擴展插槽，可以加上人工智能的加速器，達到400 TOPs的速度。在2018年開(kāi)始大規模實(shí)驗，恩智浦與造車(chē)新勢力零跑合作了汽車(chē)電子電氣架構，采用了BlueBox的核心技術(shù)。

恩智浦團隊表示，90%的客戶(hù)都轉向了這個(gè)架構，而且不僅僅是在汽車(chē)領(lǐng)域，還有制造機器人、無(wú)人機等等。這個(gè)架構的高度可擴展性，使得它在整個(gè)行業(yè)當中成為最高效的架構之一。

據介紹，恩智浦的布局為：最底下是以太網(wǎng)的連接，上面一層是計算單元，包括S32K、S32Z、S32R和S32G芯片，相當于是小腦和部分的腦干；最頂層推出5納米高性能的SOC/AI加速器件，用以提升效率。

Lars在演講中表示：“我的夢(mèng)想是恩智浦成為大家都信賴(lài)的制造機器人的先鋒，我個(gè)人的夢(mèng)想則是‘我是制造未來(lái)機器人的最成功的CTO’。為了要實(shí)現這個(gè)夢(mèng)想，恩智浦要做到：第一，要有正確的架構，如果架構錯誤，在進(jìn)化當中一定會(huì )失??；第二，要有可信任的穩定的系統，保證功能安全和信息安全；第三，還需要可擴展，無(wú)論客戶(hù)做昆蟲(chóng)般大小的小機器人還是大型復雜的人形機器人都能應用恩智浦的技術(shù)。

 根據分析師的預測，到2030年全球會(huì )有750億智能互聯(lián)器件。從市場(chǎng)上我們可以看到對芯片的大量需求，也需要通過(guò)芯片和軟件來(lái)實(shí)現創(chuàng )新。恩智浦的感知、思考、連接、行動(dòng)，結合功能安全和信息安全可以構成完整的產(chǎn)品組合。最后Lars說(shuō)：“恩智浦是無(wú)處不在的，我相信未來(lái)我們的市場(chǎng)還會(huì )更加地精彩?！?/p>

(注：本文登載于EEPW 2023年10月期)