日前，中國新能源汽車發(fā)展高層論壇(2022)在“中國車谷”武漢經(jīng)開區(qū)成功舉辦。論壇特邀多位政府主管部門領(lǐng)導(dǎo)、兩院院士、行業(yè)頭部企業(yè)代表等發(fā)表精彩主題演講，以下為中國工程院院士、國家衛(wèi)星定位系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心主任劉經(jīng)南發(fā)言內(nèi)容。

　　◎ 中國工程院院士、國家衛(wèi)星定位系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心主任 劉經(jīng)南

　　首先，我們認為智能是生命體趨利避害的一種行為能力，這種只能是自然進化出來的，所以叫自然智能。自然智能進化出來就有改變自然界的能力，人類包括動物都在改變自然界。自然界的物質(zhì)能量相互作用、演化升級，在一定的物質(zhì)能力條件推動下進化出有新陳代謝功能的生命體后所產(chǎn)生的適應(yīng)環(huán)境和改造環(huán)境的能力，我們叫做自然智能。

　　第一自然智能的特點

　　1、低耗能的。好比我們打贏圍棋的AlphaGo是通過大型服務(wù)器聯(lián)網(wǎng)計算，跟早上吃了一點面包、牛奶、雞蛋的李世石對戰(zhàn)，雖然打贏了，但是耗能高了5萬倍。

　　2、生態(tài)系統(tǒng)的共生協(xié)調(diào)原則，是滿足一個生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)。

　　3、生態(tài)演進是從局部最優(yōu)到整體最優(yōu)的原則。

　　這樣一來我們要重新定義人工智能。人工智能可以定位為和自然智能關(guān)聯(lián)起來、人們學(xué)習(xí)探索研究和模仿自然界生物的多樣性智能。

　　生物的智能是多樣性的，不僅是人類的智能。所有生物的智能都可以模型化，部分賦給人自身，包括增強我們自己和人工智能研究機器，還有環(huán)境，如建筑環(huán)境、道路環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境等都可以賦能。自然、機器、環(huán)境所產(chǎn)生的能力叫做自然智能，這樣我們眼界就寬了一點。

　　按照自然智能的分類，人工智能過程和特點可分為環(huán)境感知智能、學(xué)習(xí)認知智能、認知環(huán)境智能、具身智能。也就是說自然智能不是只有大腦才有智能，我們的手指、腳、肌肉都有智能，包括記憶智能或者控制智能。我們開車的時候可以唱歌、可以聽其他故事，但是該剎車的時候剎車、該變道的時候變道，就是肌肉記憶已經(jīng)形成智能了，不需要大腦來支配。所以這是很重要的自然智能的特點。此外，還有決策智能、交流智能、行為調(diào)控智能，特別是語言智能是交流智能的頂級。這些智能都應(yīng)該成為人工智能研究的重要內(nèi)容，探索研究如何以某種方式能夠賦給機器、賦給環(huán)境和人類自己，增強了我們?nèi)祟愖约旱闹悄堋?/p>

　　要研究發(fā)展好人工智能我們有這樣幾個觀點，第一，應(yīng)該并行研究清楚自然智能的類型和特點，以及生物和生理模型相關(guān)的數(shù)理模型。把這些生物模型變成數(shù)理模型。只有數(shù)理模型才能讓計算機比較好地理解，通過軟件和硬件結(jié)合將來實現(xiàn)控制外界。第二，研究好如何把自然智能賦能給機器、環(huán)境及人類自身發(fā)展。比如現(xiàn)在有用人工智能來加強士兵的能力，包括負重能力、偵查能力等，這就是強化人自身的發(fā)展。

　　第二時空智能是生物最重要的一種智能

　　在自然智能當(dāng)中有一項智能叫時空智能。過去美國有個學(xué)者，哈佛大學(xué)的心理學(xué)教授，提出人有八大智能，其中很重要的智能叫做空間智能，就是感知空間位置辨別方向的智能。我們覺得空間智能還不夠，還要提時間。因為從數(shù)學(xué)和物理上來講，時間和空間是不可分割的。不可分割的一個量是光速，是宇宙恒量，每秒30萬公里，這就代表了時間、空間不可分割。光速里面還有光的頻率和波長，波長是空間量、頻率是時間量，也是不可分割的。因此，時空智能就是感知時間和空間，不光是空間、位置和方位，還有時間的早晚、季節(jié)的變化。

　　這些都是生命體探測生存環(huán)境中“可以使用什么資源”的能力演化的結(jié)果。這些資源中的時間、空間、位置用來滿足人類生存發(fā)展深層的需求，所以這種時空智能也是進化出來的生命體的智能。美國人把它叫做PNT智能。翻譯一下其實就是生命體，比如動物不是像植物那樣長在固定的地方的生命體，他的PNT智能就特別強一些。這種感知、認知、決策和改造環(huán)境的行為，包括要在什么地點、什么時間，改造什么樣的環(huán)境、怎么樣改造成新的環(huán)境，都與時間、位置有關(guān)，所以時空智能是生物最重要的一種智能。

　　我們認為PNT智能是人類重要的認知環(huán)境和地球乃至宇宙智能的基礎(chǔ)。我們現(xiàn)在可以認識宇宙，也是靠時間、空間位置來認識的，可以說是體現(xiàn)在生命體上最高級別的智能之一。

　　PNT智能體現(xiàn)在智人從非洲走到亞洲、歐洲，再從亞洲、歐洲走到美洲，最終統(tǒng)治了全球。“好走”是我們?nèi)祟惖奶攸c，而好走現(xiàn)在的代表就是汽車。所以時空智能在這里起了很大的作用，我們想通過這個講演來說明時空智能在智能駕駛中的應(yīng)用。

　　現(xiàn)代的時空智能和交流智能的結(jié)合，最重要的基礎(chǔ)設(shè)施就是北斗和5G。北斗能夠同時提出時間和空間，而且可以非常精確精準(zhǔn)地提供時空位置，5G是通信的基礎(chǔ)設(shè)施。這兩個東西結(jié)合起來正好符合了促進人類統(tǒng)治地球的兩個智能的結(jié)合。因此，現(xiàn)在我們把這兩個東西結(jié)合起來，即把現(xiàn)代的交流智能5G基礎(chǔ)設(shè)施和把人類智慧時空位置變成一種基礎(chǔ)設(shè)施來為人類服務(wù)的北斗融合，共同促進人類實現(xiàn)從數(shù)字化走向智能化這個過程。

　　還有一種方法是智能PNT。PNT是一種定位、導(dǎo)航、授時的技術(shù)。PNT智能化應(yīng)該以類腦和仿生智能技術(shù)為主，采用人工智能技術(shù)作為核心手段，來使時空位置的感知、認知、規(guī)劃、決策、交互更加符合時空智能特性新型的智能化發(fā)展模式。我們按照這種發(fā)展模式學(xué)習(xí)生物的類腦智能，當(dāng)然也不排除人工智能，這兩個結(jié)合起來推動定位導(dǎo)航授時技術(shù)的發(fā)展。

　　第三智能PNT可以融入汽車技術(shù)中

　　智能PNT現(xiàn)在成為了一個研究熱點，有這樣幾類需求。比如陸海，海上面、海底、海中間，高空、深空環(huán)境下運行的各種交通工具，也包括車輛、船舶和飛機、飛船等等智能導(dǎo)航定位的需求。他們的特點是，可上天九天攬月、可下五洋捉鱉。還有大型公共建筑內(nèi)部、地下河、礦井等遮蔽空間，共同性質(zhì)是看不到藍天，也需要沒有衛(wèi)星信號情況下的時空定位服務(wù)。當(dāng)然，這也涉及到汽車，汽車經(jīng)常在隧道里面跑。

　　這些都需要提供一些新的基礎(chǔ)設(shè)施，包括設(shè)施本身的智能化，維護的智能化，從設(shè)計、建設(shè)、運維到管理整體的時空關(guān)系的智能化，包括安全，都需要智能PNT時空位置的服務(wù)來支持。

　　智能PNT這種時空定位實際上就是測繪技術(shù)的一種實現(xiàn)技術(shù)。不過測繪技術(shù)最終的目的還要把它變成圖，讓老百姓能看懂這個圖、能使用這個圖。比如現(xiàn)在已經(jīng)成為大家不可或缺的出行工具的高德地圖，每個人的手機上都有，離不開它。這就是智能PNT來實現(xiàn)的地圖，同時又促進了車規(guī)的智能化。

　　這樣一來，我們說車規(guī)技術(shù)實際就是支持所有基礎(chǔ)設(shè)施，確定時間、空間的一個技術(shù)。過去是找礦、找資源、找能源，開展測繪，現(xiàn)在服務(wù)到了人類的各個方面。所以是集測繪、智能化、感知、認知環(huán)境、發(fā)現(xiàn)環(huán)境中的問題，而且能夠提供解決方案和完整過程的鏈條，是時空智能技術(shù)的核心。

　　當(dāng)下的智能測繪或者PNT技術(shù)可以實現(xiàn)動態(tài)合計、實時感知，甚至擁有利用AI技術(shù)和數(shù)據(jù)智能將數(shù)據(jù)里面隱含的多種關(guān)系提取出來并深化為認知的能力。這就是用來提高解決方案和提供相應(yīng)的服務(wù)能力的智能。

　　現(xiàn)在可以把PNT智能和測繪技術(shù)融到汽車技術(shù)中，來解決“衣食住行”中“行”的需求。根據(jù)國家發(fā)改委的預(yù)計，到2025年中國智能汽車將達到2800萬輛。在如此大規(guī)模的需求驅(qū)動下，自動駕駛將是測繪地理信息產(chǎn)業(yè)一個重要的發(fā)展機遇。智能測繪發(fā)展要提供一個基礎(chǔ)的支持，同時自己要做到更快、更好地匹配變化的需求。

　　未來的自動駕駛要解決時間、空間和環(huán)境的關(guān)系。核心就是解決什么時間、什么地點、要去的地方環(huán)境是什么樣等問題，所以要依靠AI、視覺雷達、定位導(dǎo)航技術(shù)的協(xié)同合作，讓汽車在沒有任何人類主動操作的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)自動安全的行駛。這要求精確的實時定位，高精度地圖上所反映的環(huán)境和環(huán)境變化必須匹配一致來保證安全。

　　第四時空智能賦能車輛駕駛和高精地圖

　　要實現(xiàn)自動化、智能化、舒適化的出行，需要一系列公共基礎(chǔ)設(shè)施去提供支持來服務(wù)出行。我們認為有三個重要的基礎(chǔ)設(shè)施：第一，是智能網(wǎng)聯(lián)汽車。智能網(wǎng)聯(lián)汽車里面要有車況的感知網(wǎng)和對用戶狀態(tài)的感知，即網(wǎng)聯(lián)汽車的車內(nèi)網(wǎng)要把內(nèi)部所有的工況和汽車各個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)都提交過來，并且具備處理汽車數(shù)據(jù)的運控中心。第二，是車、路和環(huán)境的交互，即要有車際網(wǎng)或車聯(lián)網(wǎng)，路況傳感網(wǎng)和汽車移動互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合。第三，是有底座。因為環(huán)境是變化的、車輛也是移動的，他的環(huán)境時時刻刻在變化。底座可以保證在變化環(huán)境中有些東西是不變的，新的變化的東西也隨時交互到這個底座上，幫助匹配和控制汽車。這三個東西是基礎(chǔ)的保證。

　　為什么要有這三個基礎(chǔ)設(shè)施?

　　智能網(wǎng)聯(lián)汽車就是一輛智能的移動終端，是能夠在行駛過程中實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、處理和交互的基礎(chǔ)設(shè)施。它不止是一個移動終端，還可以采集各種各樣的數(shù)據(jù)并處理，而且跟云、和其它車輛進行交互，所以也變成了保證其它車輛安全的一個基礎(chǔ)設(shè)施。

　　智能網(wǎng)聯(lián)汽車本身能夠感知車況的狀態(tài)、外界的環(huán)境，并同時擁有聯(lián)網(wǎng)的功能，突破單車智能的固有局限。比如探測的范圍、工作的環(huán)境，通過多車區(qū)域的互聯(lián)和信息的交互，實現(xiàn)協(xié)同感知和管控，解決了不少問題。

　　車聯(lián)網(wǎng)就是解決了聰明的車之后，還要有智慧的路，來保證行駛安全和正常的運行。我國的路況非常復(fù)雜，比如高密度的出行人口和車輛、繁雜的道路設(shè)施。我們的設(shè)施跟國際最發(fā)達國家的交通設(shè)施還是有差距的。依靠單個車輛的綜合感知能力來識別周圍環(huán)境，不僅成本高，而且安全性比較差，時效性也受限，所以應(yīng)該建立車聯(lián)網(wǎng)。

　　我們認為目前應(yīng)建立的車聯(lián)網(wǎng)是由5G+北斗+傳感器構(gòu)成的，道路、行人、交通共同參與，路上的傳感器作為信息節(jié)點，實現(xiàn)車車、車路、車人等之間的動態(tài);實現(xiàn)實時信息的交互，實現(xiàn)道路的全方位、全天候的協(xié)同感知與管控。不僅提升了自動駕駛整體的安全性，也降低了對昂貴的高性能單車傳感器的需求壓力，有利于自動駕駛產(chǎn)業(yè)快速落地。

　　第三個基礎(chǔ)設(shè)施就是高精度地圖。為什么叫高精地圖?現(xiàn)在大家都在使用的導(dǎo)航地圖能夠規(guī)劃路徑，實時報告擁塞的情況，但沒有方法來控制車輛。因為它不能控制車輛，控制車輛的主體還是人。但是在自動駕駛、無人駕駛階段，控制汽車的主體要變?yōu)闄C器，而且要到機器開車比人開車靠譜得多的條件下，我們才能轉(zhuǎn)讓給機器，這就需要為汽車提供安全冗余保障。保證汽車在雨雪、大霧等極端環(huán)境下，或者在車輛擁堵、人員密集的復(fù)雜道路上，或者在隧道、地下停車場等即便是北斗信號覆蓋不到的情況下，照樣能夠安全行駛。這是一個挑戰(zhàn)，高精地圖在這種環(huán)境下都要能夠使汽車跟環(huán)境實時交互，匹配以后實現(xiàn)安全行駛的目標(biāo)，成為駕駛的最后保障。

　　其本身也是一個不受干擾的先驗知識庫，能夠提供精細的、內(nèi)容豐富的信息，包括精確時間點/位置點、靜態(tài)/動態(tài)地理環(huán)境信息、地點/地區(qū)、道路靜態(tài)狀態(tài)和道路環(huán)境實時動態(tài)變化信息，以及內(nèi)在的控制參數(shù)來實現(xiàn)機器控制汽車，彌補汽車的信息安全邊界，保證汽車安全。

　　為什么要先有控制能力?比如在彎道上，我國過去幾十年的地圖標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定了彎道的曲率半徑，但屬于保密數(shù)據(jù)，不能告訴公眾。而未來高速汽車要突破在彎道半徑的關(guān)鍵參數(shù)，即汽車到彎道提前降速，利用彎道曲率半徑大小選擇正確的速度和拐彎的時間控制，并且在慣導(dǎo)的情況下實現(xiàn)控制，這個情況下，就要有控制的功能，這是一個新的變化。還有其他對外界的交互。外界有變化時，云中心把這些變化實時告訴高精地圖，高精地圖把動態(tài)變化和原來的靜態(tài)合成，變成一個底座信息，來實現(xiàn)對車輛控制。

　　所以我們說實現(xiàn)自動駕駛的三大基礎(chǔ)設(shè)施都需要時空智能和相關(guān)的技術(shù)來賦能支持，時空智能賦能車輛駕駛和高精地圖。

　　第二部分，簡單講信息是什么?實時化、動態(tài)化需求需要對信息進行區(qū)分，要從地圖理論方面來回答，包括信息是什么，信息如何取舍，信息怎么傳輸，信息的來源?過去和現(xiàn)在的導(dǎo)航地圖是在制定者和用戶之間單向傳遞的，比如現(xiàn)在的導(dǎo)航地圖都是高德、百度給我們的，我們沒有參與。但以后的地圖，就是我們自己參與、發(fā)送到云上去，云上經(jīng)過綜合又反饋給我們包括別人的車輛信息的地圖，實現(xiàn)了車輛之間的交互共享動態(tài)環(huán)境的地圖。這樣的信息傳輸模型是我們提出來的戰(zhàn)略模型。

　　最后要實現(xiàn)“兩網(wǎng)兩中心，兩全管控”。車內(nèi)一個網(wǎng)，車外一個網(wǎng)，車內(nèi)一個計算中心、車外一個云中心，道路的全時空管控、車輛運行的全過程感控，達到這樣一個目的。管控的精度，有米級的、分米級的、厘米級的避障要求。高精度要求就是厘米級的，要實現(xiàn)這樣的高精度地圖還有一些阻礙，就要靠我們的政策法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)來管理。關(guān)于保險應(yīng)該怎么做、無人駕駛情況下的責(zé)任主體等方面的思考以后有機會再做詳細交流。