比起智能大腦，也許讓汽車擁有“本能”控制更重要

說起自動(dòng)駕駛想必各位讀者都不陌生，大家是不是習(xí)慣性理解為“大腦+電機(jī)”就能組成一臺(tái)自動(dòng)駕駛汽車呢？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(dǎo)體執(zhí)行副總裁兼首席技術(shù)官Lars Reger先生針對(duì)這一概念，向我們拋出一個(gè)問題：“如果你認(rèn)為自動(dòng)駕駛就是讓一臺(tái)普通汽車擁有大腦，那么你愿意讓ChatGPT幫你開車嗎？”很顯然，我們?cè)谧魑欢疾粫?huì)同意這一方案，畢竟誰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(duì)于自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的獨(dú)特見解，以及他們正在幫助世界實(shí)現(xiàn)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(rèn)為，這個(gè)世界會(huì)變得更加可以預(yù)測(cè)，更加自動(dòng)化，從一個(gè)“點(diǎn)播的時(shí)代”轉(zhuǎn)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(jī)來訂外賣或者打車，但在未來世界更多會(huì)是被預(yù)先安排好的。

為什么要提出當(dāng)下和未來世界的對(duì)比呢？當(dāng)我們站在當(dāng)下時(shí)節(jié)回頭望，在過去的七八年里無論是媒體還是技術(shù)人員都在探索未來的人工智能發(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(xiàn)完全自動(dòng)駕駛汽車？”、“什么時(shí)候孩子們上幼兒園不用父母接送？”、“什么時(shí)候車?yán)锊辉儆蟹较虮P，而且汽車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(bào)道，比如說《福布斯》提到“2020年會(huì)有1000萬臺(tái)的自動(dòng)駕駛汽車”；也有其他媒體報(bào)道，“2021年有20家自動(dòng)駕駛汽車的企業(yè)“。但當(dāng)2020年真的到來時(shí)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)自動(dòng)駕駛汽車并沒有像宣傳的那樣實(shí)現(xiàn)，2020年也不是自動(dòng)駕駛汽車的元年。

自動(dòng)駕駛≠大腦+電機(jī)

之前我們預(yù)計(jì)自動(dòng)駕駛汽車能夠很快地實(shí)現(xiàn)，但是全世界發(fā)生了變化，自動(dòng)駕駛并沒有那么快地實(shí)現(xiàn)。可以說我們是在轉(zhuǎn)換當(dāng)中出現(xiàn)了迷失。簡(jiǎn)單來說，當(dāng)時(shí)人們對(duì)人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)寄予了厚望，但其實(shí)并不僅僅需要人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)就足夠了。

我們現(xiàn)在明白，自動(dòng)駕駛的實(shí)現(xiàn)除了依靠人工智能的不斷進(jìn)化，還需要更多的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，于是問題就變成了如何在人工智能沒那么可靠的時(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，接著用智能器件進(jìn)行計(jì)算，之后傳導(dǎo)給機(jī)器，再加上信息安全和功能安全，以保證信息安全。

汽車的架構(gòu)也遵循這種原理，車輛功能包括連接、信息娛樂系統(tǒng)、動(dòng)力總成驅(qū)動(dòng)、車身的電子（比如門禁、燈光）、車內(nèi)的溫控、駕駛員的取代系統(tǒng)，以及一個(gè)大數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)等。從造車角度看，沒有哪個(gè)OEM用的是同樣的架構(gòu)，即使在同一家OEM內(nèi)部，它也有不同的模式和不同代的技術(shù)，有一些架構(gòu)是域的，有些則是區(qū)域性的。目前市場(chǎng)上的汽車有幾百種底層架構(gòu)，哪怕針對(duì)同一個(gè)系列，從入門級(jí)的車輛到高端的車輛也會(huì)有很大的區(qū)別，這是一個(gè)更加復(fù)雜的過程。

半導(dǎo)體供應(yīng)商可以做什么？

答案非常簡(jiǎn)單，恩智浦認(rèn)為半導(dǎo)體供應(yīng)商要為這些行業(yè)OEM和一級(jí)供應(yīng)商提供構(gòu)建架構(gòu)的模塊，通過標(biāo)準(zhǔn)化的模塊來幫助他們實(shí)現(xiàn)各種各樣的架構(gòu)。但是這對(duì)行業(yè)來說并不新鮮，因?yàn)楹芏嗥嘜EM是構(gòu)建不同的機(jī)械件作為平臺(tái)，比如說雖然是不同的車型，但可以使用同樣的發(fā)動(dòng)機(jī)的配件或者底盤，所以平臺(tái)構(gòu)造的概念對(duì)這個(gè)行業(yè)來說并不新鮮。Lars表示，現(xiàn)在汽車當(dāng)中，95%的創(chuàng)新都是通過電子或者是軟件實(shí)現(xiàn)的，只有5%是在機(jī)械方面實(shí)現(xiàn)的。所以，恩智浦要做的是去構(gòu)建電子和軟件的平臺(tái)。

對(duì)于如何構(gòu)建電子的平臺(tái)化，恩智浦表示，汽車當(dāng)中有很多計(jì)算單元，包括微控制器、微處理器，恩智浦的40納米級(jí)MCU既可以做拖車的電子控制單元、門禁控制、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(chǔ)，也是一個(gè)非常完整的系列。它具有控制數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)功能，另外還有不同的架構(gòu)以及實(shí)時(shí)處理功能。關(guān)于車身控制，恩智浦則推出了更加大一些的器件，技術(shù)節(jié)點(diǎn)也從40納米升級(jí)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(jí)的旗艦產(chǎn)品，能夠把數(shù)據(jù)從車輛傳輸?shù)娇刂茊卧囊豢町a(chǎn)品。

從低端MCU到跨界MCU+微處理器，恩智浦還提供可以結(jié)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(jí)的大數(shù)據(jù)使用的器件，也可以用來支持工業(yè)機(jī)器人。同時(shí)恩智浦還提供可重復(fù)使用的開發(fā)軟件。從連接層面來看，恩智浦的產(chǎn)品可以結(jié)合工業(yè)使用的TSN（時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)）一起來構(gòu)建智能工廠、智能家居和智能機(jī)器人。

恩智浦幫助汽車構(gòu)建反射弧

       Lars表示，2018年他觀察到很多人曾錯(cuò)誤地認(rèn)為智能汽車就是大腦加電機(jī)的結(jié)構(gòu)，他認(rèn)為這并不是構(gòu)建高效機(jī)器人的方式。以人腦類比，腦干的很多功能是在做數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)的功能，而小腦是用來控制身體中非常重要的運(yùn)動(dòng)功能，比如心跳、體溫、肌肉反射等等，換到技術(shù)語言就是控制實(shí)時(shí)功能和時(shí)間關(guān)鍵性功能。

自動(dòng)駕駛原理與人類反射形成過程相似，當(dāng)面對(duì)障礙物時(shí)人類會(huì)遵從脊柱的本能反應(yīng)停下來，小腦幫助我們保持身體穩(wěn)定，然后大腦感知到障礙物存在，并處理之后的進(jìn)行路徑，同理汽車也需要構(gòu)建自己的反射過程。我們可以通過攝像頭、雷達(dá)、激光雷達(dá)、傳感器來識(shí)別障礙物的存在，這時(shí)應(yīng)當(dāng)立即停車而不是等待大腦處理，在停穩(wěn)之后大腦才開始根據(jù)環(huán)境來規(guī)劃路線。

2016年，恩智浦推出了“BlueBox” 自動(dòng)駕駛汽車的計(jì)算平臺(tái)，它有4個(gè)PCIe擴(kuò)展插槽，可以加上人工智能的加速器，達(dá)到400 TOPs的速度。在2018年開始大規(guī)模實(shí)驗(yàn)，恩智浦與造車新勢(shì)力零跑合作了汽車電子電氣架構(gòu)，采用了BlueBox的核心技術(shù)。

恩智浦團(tuán)隊(duì)表示，90%的客戶都轉(zhuǎn)向了這個(gè)架構(gòu)，而且不僅僅是在汽車領(lǐng)域，還有制造機(jī)器人、無人機(jī)等等。這個(gè)架構(gòu)的高度可擴(kuò)展性，使得它在整個(gè)行業(yè)當(dāng)中成為最高效的架構(gòu)之一。

據(jù)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(jì)算單元，包括S32K、S32Z、S32R和S32G芯片，相當(dāng)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的制造機(jī)器人的先鋒，我個(gè)人的夢(mèng)想則是‘我是制造未來機(jī)器人的最成功的CTO’。為了要實(shí)現(xiàn)這個(gè)夢(mèng)想，恩智浦要做到：第一，要有正確的架構(gòu)，如果架構(gòu)錯(cuò)誤，在進(jìn)化當(dāng)中一定會(huì)失??；第二，要有可信任的穩(wěn)定的系統(tǒng)，保證功能安全和信息安全；第三，還需要可擴(kuò)展，無論客戶做昆蟲般大小的小機(jī)器人還是大型復(fù)雜的人形機(jī)器人都能應(yīng)用恩智浦的技術(shù)。

 根據(jù)分析師的預(yù)測(cè)，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(duì)芯片的大量需求，也需要通過芯片和軟件來實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新。恩智浦的感知、思考、連接、行動(dòng)，結(jié)合功能安全和信息安全可以構(gòu)成完整的產(chǎn)品組合。最后Lars說：“恩智浦是無處不在的，我相信未來我們的市場(chǎng)還會(huì)更加地精彩?！?/p>

(注：本文登載于EEPW 2023年10月期)