点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:清华大学等单位科研人员合作研发 新型自动驾驶安全测试系统问世
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

清华大学等单位科研人员合作研发 新型自动驾驶安全测试系统问世

来源:光明网-《光明日报》2023-04-12 03:45

  【科技前沿】

  光明日报北京4月11日电(记者 邓晖 通讯员田姬熔、常潇予)飞速发展的自动驾驶技术让汽车迈入“无人之境”的梦想不再遥不可及,但要想真正实现自动驾驶汽车的大规模商业化落地,安全测试验证成为行业进一步发展的重中之重。自动驾驶汽车到底是“新手上路”,还是车技稳如“老司机”?近日,清华大学自动化系智能交通研究团队助理教授封硕与美国密西根大学Mcity主任刘向宏等科研人员合作研发出一套全新的安全测试系统,为“AI司机”量身定制出一套“驾考试题”。日前,该项研究成果以《基于密集强化学习的自动驾驶汽车安全性测试》为题发表于《自然》正刊,并登上当期封面。

  随着自动驾驶技术的发展,当驾驶水平越来越接近人类驾驶员,自动驾驶汽车的安全性能测试变得愈发重要,但同时也更难以开展。封硕告诉记者:“目前业内对此已初步达成了研究共识:亟须解决‘百亿公里’难题。”

  什么是“百亿公里”难题?

  研究人员介绍,在自动驾驶汽车投入大规模应用前,需要开展大规模的道路测试,从统计学上验证自动驾驶汽车的安全性。据估算,这个测试规模至少要达到百亿公里。从时间、资源与成本上来看,在实际道路上进行测试显然难以实现。这便是当前自动驾驶技术发展所面临的最棘手问题之一。

  “我们所做的就是希望能够加速这个过程,用尽可能少的测试里程等价代替这百亿公里的实地测试。”封硕表示。

  如何以最小的成本、最高效地找出自动驾驶汽车的安全问题?封硕带领团队从统计学的视角寻找研究切入点。

  经验丰富的司机在开车时遇到突发状况,会结合道路情况、附近车辆的反馈,凭借直觉判断并迅速作出反应,那么同样的情况摆在人工智能面前,它该如何作出决策?

  “这本质上是一个超高维空间小概率事件的期望估计问题。”封硕解释道,“人机交互的复杂性与道路交通状态的复杂性决定了自动驾驶汽车需要处理超高维空间内发生的各种情况,这是我们面对的‘维度灾难’。而在测试中为了验证安全性,我们需要自动驾驶汽车学会处理各种危险状况下的交通事件,由于危险状况往往是小概率事件,所以我们还会面临‘稀疏度灾难’。”

  将实际问题从统计学的视角转化为学术问题后,封硕和团队成员从理论层面寻求突破,创造性地提出了密集强化学习方法,通过识别和删除非安全关键状态、连接安全关键状态,并在编辑后的马尔科夫过程中训练神经网络,解决了“稀疏度灾难”。同时利用密集强化学习方法训练交通环境中的背景车辆,构建出一个由自动驾驶汽车和背景车辆组成的智能测试环境,从而实现了模拟环境替代实际道路环境。

  “通俗来讲,我们的智能测试系统将自动驾驶汽车周围的背景车辆模拟成为一个个智能体,大家有着不同的驾驶目的:自动驾驶汽车希望更安全地行驶,背景车辆希望更好地帮助自动驾驶汽车发现安全问题。这样我们就可以通过改变背景车辆的行为来实现对自动驾驶汽车安全性能的测试,让测试里程大幅减少,让测试过程变得更高效。”封硕形象地将这一过程比喻成为“AI司机”寻找“陪练”。

  为了让“陪练”更精准有效地提供帮助,研究团队收集了海量人类驾驶数据,对“陪练”进行拟人化训练,从而确保测试环境更加贴合人类驾驶环境。同时还通过技术手段增加“陪练”司机的“危险系数”,让它们在行驶过程中表现出更强的侵略性与对抗性,从而增加测试环境的挑战性。

  基于增强现实测试平台,研究团队将经过反复理论推演的研究思路在美国密西根大学Mcity和美国交通中心的测试场中付诸实践,对L4级自动驾驶汽车开展安全性测试。结果表明,这种方法不但可以有效学习生成智能测试环境,并且与直接在自然驾驶环境中测试自动驾驶汽车相比,智能测试环境可以加快评估过程多个数量级。这意味着,实验中每一公里的测试,近似等价于实际道路测试中一千到一万公里的结果,极大加速了安全测试流程。

  “我们这套方法为‘AI验证AI’这种研究思路提供了一个可供借鉴的具体案例。”封硕对于当前的研究还有更长远的构想,“这套方法未来有潜力拓展到更广泛的领域,这也是我们未来的研究方向。同时,这项研究成果未来更有潜力为下一步自动驾驶技术的研发进行方向性的引鉴和指导:通过测试找到问题,对症下药地开展优化安全设置和性能的研究,就能间接地推动自动驾驶安全性的有效提升。”

  《光明日报》( 2023年04月12日 08版)

[ 责编:曾震宇 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 探访北京市密云区新农村中学安置点

  • 走进智利港口之城——瓦尔帕莱索

独家策划

推荐阅读
习近平总书记在国家科学技术奖励大会、两院院士大会、中国科协第十一次全国代表大会上强调,“十五五”时期是科技强国建设的关键攻坚期。必须抓住历史机遇,迎接时代挑战,加快推进高水平科技自立自强,向着到2035年建成科技强国的目标坚定迈进,扎扎实实以科技创新支撑和引领中国式现代化。
2026-07-10 09:45
围棋长期被视为高度依赖经验、直觉和审美判断的领域,棋手通过棋谱、布局、定式、手筋和长期对局积累对“好棋”的理解。这类进展的意义,不只是“提高实验效率”,更深层的变化在于,它改变了科学发现中“候选对象”生成的方式。
2026-07-10 09:43
丁烈云认为,面向工程难题,要用工程理论支撑技术突破,打通“工程科学—工程技术—产业应用”完整链条,让前沿科技真正服务于社会。针对高端装备制造转型升级痛点,中国工程院院士郭东明系统阐释了高性能制造的全新发展理念。
2026-07-10 09:41
在9日举行的两院院士大会上,我国石油地质与勘探专家邱中建院士荣获第十六届光华工程科技奖成就奖,高性能精密制造专家郭东明院士等39人荣获光华工程科技奖。
2026-07-10 09:40
人民大会堂万人大礼堂的巨大天幕上,灯光璀璨,熠熠生辉;礼堂内,中国科技界的杰出代表们,肩负全国科技工作者的重托,济济一堂、共襄盛会。
2026-07-10 09:39
水的氢键强度及动力学过程全量子效应研究:在一滴水中探寻物理之美 在王恩哥看来,物理学研究有一个很大的特点,就是它能把复杂的事情简单化,并且抓住其中最本质的问题——这就是物理学的魅力所在。
2026-07-09 09:51
而这一切的起点,要回到半个世纪前——在中国科学院物理研究所那间废弃的鸡舍里,陈立泉铺开了这张后来冠绝全球的“电动”蓝图。自1981年起,在中国科学院的持续支持下,实验室瞄准真正实用的锂电池,牵头组织并承担了一系列国家重大项目。
2026-07-09 09:51
谈及荣获国家最高科学技术奖,贲德谦虚地说:“这不是我个人的奖,而是所有‘雷达人’的荣誉。从原理探索到技术攻关再到雷达建造,10余载春秋,为了研制代号“7010”的远程相控阵雷达,贲德与团队闯过了一个又一个难关。
2026-07-09 09:50
发展数智经济,通过促进科技创新和产业创新深度融合培育新质生产力。为此,笔者建议,应从要素供给、产业融合、创新转化和制度保障四个方面发力,把数智经济的技术势能转化为新质生产力的发展动能。
2026-07-09 09:50
耄耋之年,她坐着轮椅来到采访室,一身深蓝素装,神情温和。她,就是“七一勋章”获得者、中国工程院院士、中南大学教授钟掘。1960年,钟掘毕业后来到岳麓山下的中南矿冶学院,一头扎进被人称作“傻大黑粗”的冶金机械行业。
2026-07-09 09:49
中国科协第十一次全国代表大会是在“十五五”开局之年召开的一次重要会议,是科协系统和广大科技工作者的一次盛会。实践充分证明,我国科技工作者始终胸怀祖国、服务人民、勇攀高峰、敢为人先,不愧为党和国家充分信赖的优秀队伍和建设科技强国的中坚力量。
2026-07-09 09:49
从安装智能芯片的比赛用球,到协助裁判的视频技术,再到支持百万球迷转运的中国列车……这支“中国队”被美国消费者新闻与商业频道誉为世界杯供应链“不可或缺的一环”。
2026-07-08 10:08
7月7日是小暑节气,恰逢年度“最小太阳”现身天宇。当日凌晨2时左右,地球过远日点,这是一年中地球距离太阳最远的位置,这天观测到的太阳视直径为全年最小。
2026-07-08 10:06
近日,西南石油大学新能源与材料学院光伏材料与技术科研团队传出好消息:其研发的小尺寸超高效叠层太阳能电池光电转换效率接近35%,大幅超越常规太阳能电池的光电转换效率。
2026-07-08 10:04
目前,大连海事大学已与72家行业单位建立联合培养,共建162个专业实践基地、4个工程技术中心,聘任600余名企业导师,真正实现“工程出题、校企共答、产业阅卷”。
2026-07-08 09:52
一生钢铁报国,一生慷慨无私。崔崑院士走了,但他留下的,是钢的筋骨,是火的温度,是一颗永远滚烫的赤子之心。
2026-07-08 09:45
在河北雄安人工智能产业园的一楼展厅里,一台工业机器人正利落地演示货物搬运,机械臂精准而有力;楼上,键盘敲击声此起彼伏,研发人员专注地写着代码。产业园一年前才“开业”,如今已成为人工智能公司发展的产业高地。这里诞生的国内首个处理结构化数据的通用大模型,适用于多个工业场景;这里诞生了便携式颅脑出血检测分析仪,让医学检查更加快捷便利……
2026-07-07 09:44
从“争第一”的局部超越,到“创唯一”的向上突围,再到“守专一”的产业韧性,这三重创新路径相互交织,共同勾勒出中国从“世界工厂”迈向“创新引擎”的壮阔图景
2026-07-07 09:42
近日,在内蒙古阿拉善盟额济纳旗东风镇古日乃嘎查的航天育种试验基地内,曾搭载实践十九号卫星的荒漠肉苁蓉“太空种子”,在地面选育试验中取得关键进展——首批试验植株成功开花。
2026-07-07 09:40
高校专业目录的更新,绝非简单的名称变动,而是立足国家需要、顺应产业发展、面向科技前沿之举。新农科教育已不再是单纯的“种地养猪”,而是要有系统思维和交叉学科背景,特别是打破农学、工学、理学等传统学科壁垒。
2026-07-07 09:39
加载更多