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汽车业需勇闯人工智能“无人区”

      智能化、网络化、电动化、共享化这“四化”是汽车产业的发展趋势,尤其是智能汽车的发展更为人们所关注,新型的智能控制科学已成为支撑汽车产业高度智能化发展的重要平台。

 

      以人工智能为标志的新一轮科技革命和产业革命是全球发展潮流,特别是高端前沿科学的发展与应用,正推动着世界发生颠覆性变化。虽然这种变化是渐进式的,但如果当下企业仍保持观望态度,未来或许就没有立足之地。

 

      虽然汽车发展了130多年,但安全问题并未得到有效解决。联合国统计数据显示,每年全球因道路交通事故导致的死亡人数为125万人,受伤人数高达5000万人。与此同时,因各种安全隐患被召回的车辆也呈逐年上升态势,如美国近几年召回的汽车数量均在5000万辆以上,中国去年召回的汽车数量也达2000万辆。最典型的例子是日本高田安全气囊,由于存在严重安全隐患,被迫在全球召回3700万辆汽车,虽然高田因此破产已有一年,但余波未平。

 

      当前,汽车仍处于不断改进和创新之中,即使是发展最成熟的内燃机汽车也无法达到完美可靠的程度,特别是社会处在多变、不确定的年代,多种因素促使汽车处于一个高混沌的发展年代。

 


智能化是汽车产业运筹帷幄的利器

 

      随着科技日新月异的发展,汽车产业的“四化”水平正呈现越来越高的发展态势,其中人工智能是关系“四化”发展的核心要素。要搞好人工智能,实施控制论是一个重要手段。现代化的人工智能控制模型是通过数字建模,进行客观规律的测算、反馈和控制形成的。控制论的目标是在极为复杂、不确定性、非线性事物的发展状态下,应用新兴的控制学科,在具备自学习、自适应的分析能力下,主动进行动态功能处理,达到快速、安全、优化的控制效应。

 

      在汽车产业应用控制论,大致可分为四个阶段。第一阶段是上世纪60年代,随着汽车电子学兴起,实现对汽车单一结构的控制,改善汽车某一部分控制性能,如防抱死系统、安全气囊系统等,被称为经典控制时期;第二阶段是到上世纪80年代实现系统性控制,将集成电路和自动化结构相结合,对汽车某个系统进行集成控制,如ESP(电子稳定控制系统)可实现在紧急条件下防止车辆打滑,大大提高了汽车的安全性;第三阶段是到本世纪初,汽车进入一个预测性控制阶段,也就是汽车自动化驾驶的初期阶段,如汽车防撞测定控制、自动泊车、集成化电控汽油喷射、柴油车后处理排放自动化检测等;第四阶段是在2030年左右,汽车或将实现全自动无人驾驶,同时在新型网络指引下,实现人-车-社会一体化的活动系统,这是人工智能应用的高级发展阶段。

 

总之,汽车将成为高度智能化的移动装置,以满足使用者的需求。当前,我国汽车智能化发展水平并不算低,但还有一些核心技术尚待攻克。

 

从汽车全产业链来看,智能化的系统应用已覆盖各个环节,如智能化汽车产品、智能化汽车制造工厂、智能化汽车设计和制造、智能化汽车装备、智能化汽车物流、智能化汽车交通.智能化汽车管理与服务等。智能化在汽车行业的应用,有助于减少交通事故堵车空气污染、温室效应等汽车给社会带来的负面影响。

 

由此,可以勾勒出未来汽车智能化控制论的框架,即:最新高科技+物联网+云计算+大数据+区块链+新型汽车商业模式,全场景地构建起汽车产业理想的高度化人工智能系统,可实现实时分析、自主决策、精准执行、自学习提升,进而建立起汽车全产业链与社会相融合的高效运行机制。

 


智能基础学科是控制论发展的基石

 

      人工智能是一门系统的社会性科学,涉及方方面面的问题,本文主要从智能控制基础新学科角度,来探索其本质和范式。

 

      智能基础性学科是本世纪一项重大前沿科学,是人工智能科技走向高端化的基础。无论是发达国家还是中国,都在这个新兴领域的基础学科上下功夫,汽车产业作为高科技的承载体,也需要研究这一学科。

 

      智能基础学科不同于传统的模型论,在实现人工智能控制上,具有特殊的、不可替代的地位;智能基础学科包括不少前沿科学和控制论的新途径,构成人工智能实用性指导理论,如神经控制、专家控制、模糊控制、混沌控制、可拓逻辑智能控制、学习与自学习控制、仿人智能控制、多模变结构智能控制等分支,并在实践中得以应用;智能思维理论包括哲学思维、人文思维,是构成人工智能发展的法则之一,被称为“科学的科学”,表现在人脑神经系统结构和功能的集成化应用,是应对人类社会不断进步的感知和行为的进化论,是把握事物发展本质并有效进行客观改造事物规律的理论。以上三点构成了智能化理论体系的应用。可以说,智能基础学科是告诉人们研究汽车智能化,在理论和思维上应该“做什么”和“怎么做”。

 

控制论的诞生和发展,打破了原有自然科学和社会科学不可逾越的界限,它既是智能理论上的突破,又为实用化科学方法论工程增添了强大动力。

 


控制论将推动汽车产业智能化进程

 

人工智能是现代科技的庞大知识系统,包括自然科学、社会科学数学科学、信息科学、行为科学、思维科学等。研究并应用好人工智能,将助推我国从制造大国向制造强国、创造大国迈进,也有利于我国汽车产业实现高质量发展控制论可应用于汽车业的规划、研发、设计、制造、试验和市场应用的全产业链。

 

们可将人工智能系统工程归结为一个等式,即平台+环境=内容。汽车智能化需要众多大大小小的智能化平台,环境则是改变和创造汽车产业的各种环境条件,叠加在一起后,按预定的控制方法把各种优势更好地融合并优化,其内容便是智能化融合的产物。

 

当前汽车产业正处于能源多元化、产品多样化时代,电动汽车、氢燃料电池汽车代表着新能源汽车的现实与未来,太阳能汽车也被不少人所看好。此外,5G商用化正在提速,将加快智能汽车的发展。近日有报道称量子互联网可用于网络通讯,科技的不断突破对汽车的影响是巨大的。

 

      控制论中有一个著名论点“蝴蝶效应”,是指一个动力系统中,初始条件下的一个微小变化,能够带动整个系统产生长期、巨大的连锁反应,被认为是一种混沌现象的典型表述。现在国内外把“蝴蝶效应”多用于预测气象、股市、流行病等方面,事实上预测研究汽车业也可用上“蝴蝶效应”理论。

 

      经济学家认为创新有两种方式,一是维持性创新,即向市场提供更高品质的东西;二是破坏性创新,即利用高科技的进步效应,从某一产业的薄弱环节切入,颠覆市场结构,进而将市场的效应提升到产业链的高端上。对于这两种创新方式,汽车产业都要加以重视并实践,也就是把“双创”的创客创新和基础性研究创新都要搞上去,特别是要提升核心能力,更需在破坏性创新上花大力气。

 

      破坏性创新有三方面含义:一是产品的科技水平要具备独特性,尚未被别人掌握,会对市场产生奇点的影响力;二是要创造出新兴市场,传统市场是根据市场需求提供相应产品,破坏性创新则需要创造一个全新的市场,其需求是被创造出来的;三是促进新商业模式的产生,其市场扩张不是用户导向,而是科技导向,这可以被视为是“应用为王”的新型商业模式战略设计。

 

      上世纪初 ,福特公司发明了T型车,用流水线的生产方式使美国成为世界汽车的生产中心,底特律成为世界闻名的汽车城。但到了本世纪初,经济危机给了底特律重大打击,虽然如今底特律仍有一定地位,但汽车产业的创新中心已转移到美国硅谷。无论是美国的通用、福特,还是欧洲、日本各大汽车公司,以及我国不少整车企业和零部件企业,都在硅谷设立机构。硅谷已变成“车谷”,在那里,人工智能和汽车有效地进行创新融合。

 

      我国也高度重视人工智能的发展。去年7,国务院印发了《新一代人工智能发展规划》,提出了面向2030年我国新一代人工智能发展的指导思想、战略目标、重点任务和保障措施;紧接着,12月工信部印发了《促进新一代人工智能产业发展三年行动计划(2018-2020)》,以提升制造业智能化水平,推动人工智能和实体经济深度融合。今年1031,习近平总书记在主持中共中央政治局第九次集体学习时更是多次提到人工智能,他表示:“人工智能是新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力量,加快发展新一代人工智能是事关我国能否抓住新一轮科技革命和产业变革机遇的战略问题。”他还强调:“要加强基础理论研究,支持科学家勇闯人工智能科技前沿的‘无人区’努力在人工智能发展方向和理论、方法、工具、系统等方面取得变革性、颠覆性突破,确保我国在人工智能这个重要领域的理论研究走在前面、关键核心技术占领制高点。

 

      可以说,国家对人工智能的重视是促使我国加快、加深人工智能及其控制论研究应用的重大推动力,我国汽车产业在建设汽车强国的道路上,必须把人工智能工作做得更好。当前,汽车产业在人工智能方面已经有了一定基础,未来还需马不停蹄、奋勇向前,不断提升技术和应用水平,从而让我国汽车业勇立全球汽车潮头。

 

(内容来源:中国汽车报)