书城工业技术未来产品的设计
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第22章 汽车可以自行驾驶,马匹可以自己洗澡,娱乐系统可以替你决定如何娱乐

本节核心论点:理论上,人们是需要监督自动化系统的,时刻准备着出现问题时的介入;但如果自动化非常出色,则这种监督可能会变得很困难。

接下来会发生什么?显然,我们未来会有可以自行驾驶的汽车,按照衣服布料和颜色自行调整的洗衣机;还有,烹饪器具可以和冰箱一起,按照你的医疗记录来挑选适合你吃的食物,之后进行配料、调整温度、进行烹饪,从头到尾做好一顿饭菜。娱乐系统可以挑选你喜欢的音乐,录下你想看的电视节目,并自动从银行账号缴付电视费。房子可以为你调整室内温度,帮你按照草坪所需浇水。机器人吸尘器和剪草机可以吸尘、拖地、以及剪草。这些大部分都已经实现了,还有少部分没有实现的也会在不久的将来实现。

在影响我们生活的所有的自动化设备中,汽车是目前发展得最快的。所以,我们来看一下汽车上的自动化情况,尽管目前家用汽车还要经历很长的时间才能实现自动驾驶,有些人认为可能再过二十年到五十年,但在有些情况下,汽车已经可以自行驾驶了。

我们如何才能在自动驾驶的同时还可以控制一部分驾驶功能,并且可以让驾驶者时刻了解信息并接受警报?在航空安全控制领域,人们使用“人在操纵环内”来描述这种情况。当驾驶者试图换道时,刚好有一辆车在该道,我们如何警告驾驶者?或者路上有障碍物,或者是交叉路口有驾驶者看不到的其他车辆驶来,我们如何警告驾驶者?

如果两辆车将同时从两个不同的方向到达交叉路口,即将发生碰撞,这时汽车认为最好的方法是加速通过这个危险区,而驾驶者却认为最好的方法是踩刹车减速,这种情况又该怎么处理?这时汽车是否应该不理会驾驶者而继续加速?另外,当驾驶者试图变换车道,而当时仍有车在目标车道,这时汽车是否应该阻止驾驶者的行为?还有,汽车是否应该阻止驾驶者超速,是否应该阻止驾驶者速度过低的驾驶行为?是否应该阻止离前车太近的驾驶行为?今天,汽车工程师和设计师面临着这样许许多多类似的问题。在这些情形中,汽车征求驾驶者的意见,或者给出驾驶者相关信息都是不可能的,因为根本不可能有足够的时间来做这些。

如今的汽车几乎已经可以自行驾驶了。汽车可以进行自适应的巡航控制,按照距离前车的距离来调整汽车的速度,再加有自动车道保持控制,以及自动付费系统,这样就可以在路上按照行车道线进行行驶,通过收费站可以自动从银行账号扣款。尽管目前的车道保持系统(依然)不完全可靠,正如第1章我们讨论过自适应巡航控制有一些问题,但这些系统的可靠性会不断完善,并且降低到我们可以承受的成本,最终有一天所有的车都可以用上这种系统。一旦汽车可以互相交流,安全性就会大大的增加。尽管用技术来提升安全尚不完美:其实人类驾驶者也不过如此。

把这些所有的系统都组合在一起,天啊,我们的驾驶者在开车时就不必太花费精力了。汽车可以在驾驶者极少参与的情况下自己行驶几个小时:驾驶者甚至可以睡会儿觉、打个盹儿。航空飞行驾驶已经可以如此了:自动飞行功能已经发展到相当不错的程度,以至于飞行员真的可以睡觉了。我的一个朋友是某海军研究机构的物理学家,有一次他告诉我他在飞机上参加一个海军的测试,当时飞机正在飞越大洋,要飞几个小时。当测试结束时,他们想通知飞行员,于是便呼叫驾驶舱。但却发现驾驶舱内没有人反应,于是他们走入驾驶舱准备看个究竟,结果发现驾驶者们都睡着了。

尽管安全条例并不推荐飞机员在飞机上睡觉,但一般来讲,即使睡觉也是安全的,因为飞机上有足够多的自动飞行控制系统,尤其是在航道并不拥挤的空中、天气又很好、又有足够的燃油的时候。这种情况对于汽车驾驶者并不适用。研究表明,如果驾驶者的视线离开路面超过2秒,那么发生车祸的概率就会猛增。因此,驾驶者压根就不能睡觉,因为眼睛离开路面2秒或者是摆弄收音机2秒都是很危险的。

工程心理学家和工程师曾经研究过很多经典的领域,其中非常著名并且研究非常深入的一个领域叫做“过度自动化”:某个设备非常自动化以至于人们完全不用操心。理论上,人们是需要监督自动化系统的,监视着操作过程,时刻准备着出现问题时的介入,但是如果自动化非常出色,则这种监督可能会变得很困难。在一些制造工厂或处理控制工厂,很多东西都是自动的,可以连续运行很多天都无须操作人员干预。结果,操作人员就变得无法保持注意力。