推动AI前进：保时捷工程在克卢日-纳波卡

这是一种每一位司机都会遇到无数次的状况：在高速公路的左侧车道行驶时，凭直觉感到在右侧车道的前车将向左侧车道并线以完成超车。对于这类情况，人们往往拥有敏锐的第七感：他们可以从场景和自己多年的驾驶经验推断出其他司机有可能立刻插空并线。

而要让机器做出此类推断则会难得多。因此，当有车辆试图从右侧或左侧插到自己的车辆前方时，自适应巡航控制（ACC）才会做出反应。“基于从前系列车型研发的经验，我们构建了创新的设想：如果有一种技术能像经验丰富的司机那样，能够预测即将出现的车辆插空并提前拉开距离，那么驾驶员的驾驶体验将更加舒适。这正是‘Cut in-Detection’（插空识别）背后的逻辑，它将为汽车驾驶员带来更舒适的驾驶感受。”驾驶辅助系统项目主管菲利普·乌斯特曼（Philipp Wustmann）解释道。

如若没有人工智能的参与，这一设想将难以实现，因为车辆插空的迹象很难用规则和传统的编程加以描述。所以，保时捷工程集团罗马尼亚克卢日-纳波卡分公司开始了插空识别功能的研发：那里汇集了研发新汽车功能和开发工具的软件和功能研发人员。“在未来，研发和使用人工智能手段以及相应工具将会成为我们取胜的关键因素之一。”保时捷工程集团技术总监罗鹏（Dirk Lappe）说，“克卢日所具备的创新环境以及在数据科学领域的专业知识，推动着我们探索汽车研发的新路径。”在这座明亮而又崭新的四层建筑中，约 180 名员工，其中许多人都是人工智能领域的专家。每个月都有新同事加入，照此趋势，这里的员工在 2020 年年中将达到 210 人。

在克卢日-纳波卡，专家们将人工智能方法应用于全新的驾驶辅助系统、未来的自动驾驶车辆或新汽车功能的虚拟测试，如神经网络或强化学习。“在这里，我们开发那些能够在不久的将来落地的新解决方案和产品功能。”保时捷工程集团罗马尼亚分公司总经理马吕斯·米哈伊洛维奇（Marius Mihailovici）介绍说（另请阅读第 30 页的采访），“通过各项紧张有趣的研发任务以及与大学的紧密合作，我们不断丰富自己的产品系列，并同时提升我们的能力。”

插空识别功能利用了神经网络：人们观察高速公路行驶的图像，一旦预测到前方行驶的车辆将会插空并线，便立即按下一个按钮。“在训练阶段，神经网络将人的按钮动作与汽车传感器提供的信号相连接。”克卢日-纳波卡的软件架构师拉勒斯·巴班坦（Rares Barbantan）解释说，“这样，车辆就可以学会根据传感器数据预测车辆的插空。”有了预测，ACC就可以提前做出反应，以调整与插空车辆之间的必要间距。从 2018 年年底起，克卢日-纳波卡的研发人员一直在开发新的系统。在许多情况下，插空识别都可以脱离额外的传感器运行：所需的主要信息是其他辅助系统已有的两个紧邻车道上的物体列表。

罗鹏
技术总监

但人工智能专家还希望更进一步优化车距调节。具体来说，它要更加轻松简便，同时在未来能适应车主的驾驶习惯。“我们在布拉格的同事已经使用传统方法初步研发出了自适应车距调节的核心功能。下一步，它将要学习用人工智能优化自己的行为，以适应未来司机的驾驶偏好。”克卢日-纳波卡负责新功能软件开发的都铎·齐曼（Tudor Ziman）解释道。为此就需要使用强化学习的方法：人们会在模拟器或道路上评价车距调节的舒适度。系统根据这些反馈学会如何做出更加“近似人类”的反应。

保时捷工程集团之所以能在人工智能方面大有作为，背后是有原因可寻的：在这座拥有 40 万居民的城市里共有 6 所高校、共计约 10 万名大学生。仅当地的技术大学就有超过 2 万名学生，并且每年会培养出大约 800 名计算机科学和自动化专业毕业生。此外，这座城市与人工智能也颇有渊源。“我们研究人工智能的历史可以追溯到 1978 年。”克卢日-纳波卡技术大学的科研副院长、计算机辅助图像识别专家塞尔吉·涅德夫斯基（Sergiu Nedevschi）介绍说，“从 2001 年起我们就在这一领域与大众汽车合作，目前重点关注的是自动驾驶和环境识别。”他同时也提到了一项与保时捷工程集团的合作，其中包括全新解决方案的研发和学生培训。涅德夫斯基可以很轻松地为由 25 名同事、约 30 名学生组成的项目组注入新生力量：“人工智能是炙手可热的关注焦点，人们对此热情高涨。”

安德烈·索普觉得自己从 2007 年起就中了人工智能的“毒”。“当时我在研究基于人工智能的人机对话系统。”这位从 2017 年起在克卢日-纳波卡主要负责一切人工智能项目的保时捷工程集团高级经理回忆道，“自那以后，我就迷上了人工智能，因为它能帮人们找到只有依赖人工智能才能实现的解决方案，比如可实现新驾驶辅助系统、自动驾驶和 ACC 个性化设置的人工智能。”

安德烈·索普
高级经理

安德烈·索普也强调特兰西瓦尼亚的地区优势。“克卢日是一座IT之城。”他说，“对于这一点，很多来这里落户的大企业和创业公司都了然于心。”他认为，保时捷工程集团作为雇主，除了保证友好的团队氛围，更有着独特的项目运转方式：“在克卢日有许多IT外包企业，但研发人员真正想要的是打造汽车产品——这让保时捷工程集团对毕业生和职业经验丰富的专家来说极具吸引力。”他们可以在这里应用大量新的人工智能方法，包括神经网络、递归神经网络、卷积神经网络、强化学习、决策树或支持矢量机。“我们并不局限于使用那些最时新的工具。”索普强调，“我们只会使用适合我们任务且能应用于汽车的工具。而这正是我们面临的挑战：我们必须让人工智能为汽车服务——同时还要注重所有功能的安全性。”

由于未来人工智能将变得愈发重要，约阿希姆·舍珀博士（Dr. Joachim Schaper）自 2019 年7月开始协调保时捷工程集团在该领域内的各种活动项目，同时处理与保时捷其他分公司的合作事宜。“在布拉格分公司也开展了一些人工智能项目，不过那里的同事主要研究电子装置硬件。”这位经验丰富的研发经理说，“另一方面，在门斯海姆（Mönsheim）分公司汇集了大量数据，可应用于比如电池管理等以人工智能为基础的功能。”他认为在这方面亦存在使用人工智能的广阔空间：人工智能算法不仅可以预测电池故障，而且还能根据电池负荷研判出剩余电量。这是一个有趣的设想，或许不久后克卢日-纳波卡的人工智能专家便会着手研究。

在克卢日-纳波卡，保时捷工程集团的专家将最新的人工智能方法应用于驾驶辅助系统、自动驾驶和创新的开发工具。位于此处的分公司得益于当地IT知识的积淀与人工智能发展的悠久历史。

人工智能在未来的汽车行业中将扮演怎样的角色？

没有人工智能，未来汽车的发展将无从谈起。它为人类助力，让交通更安全、更高效。因此它将颠覆未来十年汽车行业的发展规则。如今已有处于SAE-3级的自动驾驶汽车，在未来十年内还将诞生4级和5级的汽车。而在那之前，我们必须要做的不仅是研发软件，同时还要关注整个生态系统，包括法律框架条件、伦理问题和人工智能的界限。因为许多东西机器都无法学习（至少在当前）。毕竟每个人都从童年起经历了漫长的学习过程。所以我们的大脑能自动判断人行道上的一个小孩随时可能冲上机动车道，并对此做好准备。而将这一认知转移到软件中则颇为困难。

为什么克卢日-纳波卡对保时捷工程集团开展人工智能项目的选址如此具有吸引力？

这是多种因素共同作用的结果。当地的技术大学培养出了众多优秀的软件专家。他们不仅能力出众，而且注重成果，对新技术如人工智能怀有热情。我们的研发人员热爱高难度项目，愿意不断学习新知识，并乐于在国际化的团队中工作。此外，他们当中许多人都说德语，而且特兰西瓦尼亚在文化上也与德国相近。所以2014年我们考虑将这些优势为我们所用。而且这也是我工作的乐趣所在：在克卢日，我们可以利用软件开发人员的潜力，打造新的产品特色，共同书写汽车发展的未来。

招揽顶尖人才难度几何？

可以说非常困难，因为这里除了我们之外还有许多其他软件公司在寻找优秀的员工。而且汽车行业正经历变革期，因为整个行业都被人工智能所颠覆。在我们公司工作的员工能够直接参与其中。我们为研发人员提供如家的环境、传递信任和透明的价值观。这一点对许多员工来说很有吸引力。

本文首次发表于《保时捷工程杂志》2019年第2期。

文字：Christian Buck
共同撰稿：Rares Barbantan、Andrei Saupe、Joachim Schaper、Tudor Ziman
摄影：Mihail Onaca、Lavinia Cernau

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