未來車不撞車(1/3)

未來車不撞車(1/3)

撰文/Steven Ashley│譯者/周坤毅
轉載自《科學人》2009年1月第83期


重點提要

  • 目前配備在高階車款上的智慧型安全系統,將從駕駛人手上取得更多控制權,以避免碰撞或至少降低傷亡。在幾年之內,汽車將能自動避開意外,而不需要駕駛人的任何介入。
  • 這種能自動避免車禍的汽車之所以問世,是因為消費者對安全的期望、政府的施壓、擁擠的道路、隨著高齡化而駕駛能力下降的人口,以及為了省油改用較不耐撞結構的輕型汽車。
  • 工程師也展示了自動化汽車,以及配備自動避免車禍的技術。這項發展意味著無人駕駛的自動化汽車指日可待。

空無一人的高速公路筆直延伸到地平線,我趁這個空檔瞥了一眼車內中央儀表板上的電子顯示幕,快速讀過螢幕上的數字後,將目光移回擋風玻璃上,此時……什麼也看不到,一陣濃霧吞沒了道路,我就像是蒙著眼睛在開車。我正想用腳找尋煞車踏板時,一個非常清楚的警示標誌(類似煞車燈的紅色三角形)突然出現在擋風玻璃上,我想都沒想就猛然踩下煞車。輪胎發出一陣刺耳的煞車聲,車子立即停止,這時一輛拋錨的汽車,突然在前方暗處現身。

我還來不及喘一口氣,四周的燈光全部亮起,詭異的笑聲出現在駕駛座,我才突然想起自己正坐在「虛擬試車跑道實驗系統」(VIRTTEX)的駕駛模擬實驗室中。這個巨大的蛋型模擬器位於美國密西根州的福特研究與創新中心,能讓專家在極為逼真卻又安全的虛擬實境中進行各項駕駛測驗。控制室內的技師看完我狼狽的表現後不禁大笑,笑聲從對講機傳到駕駛座。

剛才15分鐘內他們丟給我幾個不同的任務,目的是說明駕駛人分心的危險性。我最後的那項任務是依照指示低頭讀出中央顯示幕上的數字,同時保持對車況的掌控。將視線移開前方道路超過兩秒,會使車禍的機率加倍。

在隨後的任務簡報中,VIRTTEX實驗室的技術總監布洛莫(Mike Blommer)告訴我,擋風玻璃上突然出現的警示標誌,是由富豪汽車配備的前方碰撞警告裝置所產生的視覺化警報。這套系統有如電子守護天使,利用雷達與攝影機監控前方的交通狀況,當偵測到危險時立即通知駕駛人。警示標誌十分類似標準的紅色煞車燈,他說:「工程師特地挑了這個標誌,因為任何有經驗的駕駛人憑直覺便能了解它代表的意義。即使你從未見過這個標誌,仍可知道它的意義並做出正確反應。」

這套系統只是最新一代先進汽車安全裝置中的例子之一,目標是避免發生交通意外,雖然這些裝置目前只供高級車款選配,但也逐漸出現在價位較低的汽車與貨車。下一世代的防撞科技能自動煞車而不需要駕駛人介入,因此會更有效。這些安全裝置預告全新的汽車時代就要來臨,駕駛人對於自動化輔助駕駛裝置的接受度大為提高,即使代價是得將車輛的部份操控權交給機器。專家指出,在數十年內,許多先進車輛將能避開大多數的車禍,最終達成自動駕駛。

科技上路避免駕駛人疏失釀成意外

這些發明背後的動機十分明顯:根據美國國家高速公路交通安全局(NHTSA)的報告,2006年在美國發生600萬件交通意外,導致3萬9000人死亡、170萬人受傷。在發生車禍的1060萬輛車中,高達95%是小客車或是輕型貨車。同時,即使政府持續加碼投資大眾交通運輸,美國道路上的車輛依然越來越多,類似的狀況舉世皆然,尤其在開發中國家,汽車的數目更是直線上升。

交通意外的統計分析顯示,駕駛人疏失是道路安全的最大元凶,朋馳汽車的布雷亞(Jörg Breuer)指出:「舉例而言,當駕駛人看到前方車輛突然慢下來時,他很難決定煞車要踩多重,遲疑之間,便錯失了判斷危險的寶貴的百萬分之一秒。很多人因此太晚踩煞車、踩得太輕或是根本沒有踩煞車。」因此,朋馳汽車與其他競爭者,正努力提供自動煞車輔助系統。

另外有兩大趨勢也促使汽車更加自動化。其一是世界上大部份駕駛人的平均年齡正快速上升,而身體機能與反應也隨著之下降,因此科技將可逐漸介入,以保護車上乘客和路上其他人的安全。

另一個趨勢則沒有那麼明顯,更省油、更環保的汽車正大行其道,大部份這類的研究著眼於發展能源效率較高的引擎,但工程師透過減輕車輛重量,也能達到同樣的省油效果,不幸的是,這些車身較輕盈的汽車往往犧牲了強健的車身結構,在發生碰撞時無法承受損害。車輛若能避開車禍,多少能彌補這些缺陷。

但另一方面,有些因素也限制了先進安全科技的推廣速度。例如,這些技術的價格仍然十分昂貴,而且汽車製造商也擔心當安全系統失效時造成人員死傷,可能會引起昂貴的法律糾紛,但最重要的也許是,製造商非常謹慎,不願意太過干涉駕駛人對於車輛的操控感,因此他們著重在教育駕駛人引進新型安全裝置的優點,希望這些努力能建立駕駛人對於安全系統的信心。

用於防止意外或減低碰撞傷害強度的第一代技術,就是我們所熟知的「主動式安全系統」;至於被動式安全裝置,例如安全帶、安全氣囊以及潰縮式車體設計,目的則是在碰撞發生後保護乘客安全。主動式安全系統還包括1978年上市的「防鎖死煞車系統」(ABS),能在駕駛人猛力踩下煞車時,仍維持車輛操控性,同時讓汽車迅速減速。布雷亞說:「ABS系統是首次讓感測器偵測到狀況危急時得以自動做出反應以降低危險的技術。」

「循跡控制系統」(TCS)則是下一個引進的重要主動式安全技術,當駕駛人油門踩過重、導致引擎產生的扭力超過路面負荷時,該系統可防止引擎驅動輪打滑,從而改善汽車的整體操控性。

在TCS之後,則是「電子穩定性控制系統」(ESC)。這套系統根據汽車的橫向速度、相對於中心軸的角度,以及方向盤的轉動速度等資訊,持續監控方向盤的角度與汽車的方向。當ESC偵測到車輛打滑時,系統會對特定輪胎進行煞車控制,以修正車輛的路徑,同時降低引擎動力直到輪胎回復抓地力。

朋馳與豐田汽車的研究指出,安裝ESC系統能減少29~35%的單一車輛意外,以及15~30%的車輛對撞意外。這在美國每年能挽救數千條生命,並節省數百億美元的社會成本。任職於密西根州博世汽車運轉與安全部門的史戴普(Kay Stepper)指出,ESC系統成果顯著,因此NHTSA不久前決定,2012年以前,所有車重在4500公斤以下的車輛都必須具有這項配備。可以預期,這項規定將使ABS與TCS成為小客車與輕型貨車的標準配備。(待續)

(本文由教育部補助「AI報報─AI科普推廣計畫」取得網路轉載授權)

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