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曾经，自动驾驶汽车（也叫自主驾驶汽车）只出现在科幻小说中。但随着技术的发展，它越来越走向现实。早在2012年，电气和电子工程师协会（Institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE）就预言，到2040年，公路上行驶的汽车中就会有超过75%是自动驾驶汽车。事实上，汽车制造商、技术提供商和世界各地运输当局都越来越多把自动驾驶汽车看作是更加安全、更少拥堵以及更高能源效率的道路系统的关键。2012年9月，美国加利福尼亚州签署的一项无人驾驶汽车条例草案更是向在公路上引入无人驾驶汽车迈出了一大步。
自动驾驶汽车所需的所有关键技术都已经从2004年以来就以各种形式被证实。而随着自动驾驶汽车技术的迅速发展，如今已经有些汽车上配备了半自治系统，并且全自动驾驶的汽车也正在世界各地进行测试。在欧洲，包括宝马、沃尔沃和博世在内的汽车公司都在公共道路上测试了自己的自动驾驶汽车，并将其作为未来业务的一个关键领域。在美国，搜索引擎巨头谷歌的测试车队拥有大约10辆自动驾驶汽车，并已成功地游说内华达州、佛罗里达州和加利福尼亚州改变立法，从而允许它在其公共道路上测试自动驾驶汽车。在英国，自动驾驶汽车也于2015年开始在实际道路上进行测试。
但这些汽车能完全取代对人类驾驶员的需求吗（或者是至少由人来监管）？它们到底能带来什么好处？要推广，主要技术和法律上的障碍是什么？本文将试图一一解答这些问题。
为什么需要自动驾驶汽车？
自动驾驶汽车是一种智能汽车，它通过车载传感器来感知车辆周围环境，并根据感知所获得的数据自动规划行车路线，控制车辆的转向和速度，从而使车辆能够安全、可靠地在道路上行驶，并到达预定目标。
英国权威汽车数据统计机构SMMT委托毕马威（KPMG）所做的题为《连接和自动驾驶汽车：英国的经济机会（Connected and Autonomous Vehicles： The UK Economic Opportunity）》的报告，可以说是第一份对由自动驾驶技术给英国带来的机会进行全面系统分析的报告。这份于2015年3月底发布的报告中指出，自动驾驶汽车将促进社会包容、减少污染，并挽救生命。连接和自动驾驶汽车将有助于在英国创造32万个工作机会，向英国经济注入510亿英镑。同时，报告预测，到2030年，这些新的车辆每年将会减少至少2.5万起重大交通事故。为此，英国政府正在投入巨资支持相关创新，这其中就包括预算中向无人驾驶汽车真实世界测试投入1900万英镑，以及向自动驾驶汽车研究投入1亿英镑。2015年3月，财政大臣George Osborne宣布，政府和工业将向无人驾驶研究、开发和示范再投资2亿英镑。
从整体上看，自动驾驶汽车会让道路更安全，因为它们不会去尝试那些每天在路上由人类驾驶员所做出的大胆的危险操作。例如，自动驾驶的重型货运车辆，应该就会比现在的大货车安全，因为现在的很多大货车都在由不是很熟悉路况、不严格遵守交通规则，并且经常打瞌睡的司机在驾驶。
另外，自动驾驶汽车可以帮助一些特殊人群，比如老年人。现在，在农村小镇上有越来越多的独居老人。他们中的很多人都保养着自己的老汽车，他们认为只有这样才能保有行动的独立性。因为由于年龄大，在物理上，会造成走路和骑车都不太方便，再加上农村地区的公共交通服务并不完善，这势必使得老人希望拥有自己的汽车。研究表明，通常在路上老人倾向于保持同一速度，例如40英里/小时。这样的结果是，在限速30英里的路段，老人就会由于超速而面临危险；而在实行国家公路速度限制的路段，这一速度又会给道路交通造成负担。据英国机动车执照局（Driver and Vehicle Licensing Agency，KVLA）统计，英国有近400万驾驶执照持有人年龄在70岁或以上，因此该局一直在努力了解这些人的驾驶行为，以确保他们能在路上安全驾驶。对他们来说，自动驾驶汽车或许是一个解决方案。对老年人来说，自动驾驶汽车的诸多好处之一就是能让其自由移动。另外，它也能提高老人驾车的安全性。当然，提高燃油效率也是一个重要方面。
实现自动驾驶汽车上路要面对的问题
自动驾驶技术很有可能会改变人们的生活，但是，也有很多潜在的问题。想象一下，如果未来真的让自动驾驶汽车合法开上公路，那可能就会有如下场景。早上，汽车送孩子们上学，车上没有驾驶员；然后汽车自己返回住所，送家里的成年人到市中心上班，并在其下车后自动泊在车位上；几个小时后，完成工作，通过手机控制汽车接其下班回家。但是，如果在这一过程中发生故障怎么办？孩子们能应付吗？如果只是这样，人们还需要拥有一辆汽车吗？去任何地方的时候去租车公司租车不是更方便可靠？另外，我们何时才能将自动驾驶汽车开上公路？什么样的突破才会使这一做法安全并合法？
汽车本身
对汽车工程师而言，要面临的巨大的挑战是，如何确保这些高度复杂、安全性相当关键的系统（以及系统的系统）足够可靠和安全，让市民对其有信心，从而有助于加速该技术的市场引入。
在历史上，汽车工业的发展往往倾向于基于一个假设，即驾驶员通常可以通过迫使车辆停下来控制故障。但随着依靠电子和软件的“无人驾驶”技术的提出，这种假设越来越无效，因此在车辆中设计、开发和测试这类系统的新方法开始被引入汽车制造业。在其他一些行业中的工程师（如航空航天和核工业）很长时间以来一直面临这一问题，因为他们要设计和开发的系统一旦出现故障，就会直接导致危险情况的发生。虽然可以从这些行业了解到很有多东西，但汽车行业与它们显著不同，因为汽车是一个处于高度竞争的全球市场中的大众消费者产品，因而降低成本和缩短新产品开发生命周期是其主要特征。基于此，最近已经开发了关于道路车辆功能性安全的新标准（ISO26262），并已经在汽车行业的一些组织中推出。
此外，由于交通情境的复杂性，主动安全系统必须能够操作，并且必须开发严格的“现实世界”测试方法，以微调那些使用来自于不同的传感器数据的算法（例如行人检测算法），从而控制车辆。一旦被微调以后，整个系统将需要在现实世界中进行测试，这就给工程师们制造了一个难题，因为他们需要设计出一个与现实世界一样的情境，其中有各种不同类型的行人，各种移动中的车辆，以及各种交通状况，这样才能代表现实世界，同时也保证测试的安全。
外部系统
必须要强调的是，工程师们需要考虑的不仅仅是一个仅涉及车辆系统的安全，而是要同时考虑外延的基础设施-车辆系统的安全性和可靠性。以微软的Windows为例，虽然已经被广泛使用20多年了，但还是经常会崩溃。但是毕竟是在电脑旁。但遗憾的是，如果是在汽车上系统发生崩溃，我们无法按Alt+Control+Del。
由于在汽车内和汽车连接中以电子方式控制的功能迅速增长，就导致出现安全漏洞，或者是潜在的严重安全漏洞的机会大大提高。传统的汽车工程在功能安全性和可靠性方面有强大的方法。现在重要的是要将安全完全融入到设计、开发和验证全过程中，因此需要从为可靠性而设计转向为适应性而设计。
所有的外部通信链接都需要进行身份验证并被加密。同时，车辆的内部通信网络也需要有相应的保护措施。例如博世公司，它使用双架构，将与驾驶相关的功能（比如驾驶辅助）和其他功能（比如娱乐）严格分开。在将来，每个控制单元还会有专门的硬件安全模块保障通信，同时也有专门的公司在为此开发软件。
另外，保护客户数据也相当重要，因为驾驶数据相当私人和敏感。为此，沃尔沃公司一直在尽最大的努力来保护客户“在连接的时候保有隐私”。该公司称，沃尔沃驾驶员在连接中所收集的数据都属于客户。如果驾驶员没有明确允许或授权的话，沃尔沃将永远不会与第三方公司交易个人驾驶数据。
再有，要实现自动驾驶，用以支持自动驾驶和实时交通管理要求的网络也需要得到明显改善。今天的移动网络具有延迟性，而且带宽也不够，因此并不真正适用于建造完整全面的全自动交通管理系统。
监管和责任问题
自动驾驶汽车上路之前，有一系列的问题需要解决，从监管的角度来说，合法性和赔偿责任是关键问题所在。
其中最主要的可能是责任问题。当自动驾驶汽车发生交通事故时，谁负责？是车主，汽车制造商，自动驾驶系统生产商，还是让系统运行的软件生产商？因此，最大的变化可能会发生在法律方面。一个15岁的孩子，或是一个80岁的老人，又或是一个喝醉酒的人，还有权“控制”自动驾驶汽车吗？如果真的发生事故，罪行是“醉酒控制自动驾驶汽车”，还是法官会接受“是软件控制的汽车而不是醉汉”？虽然智能系统可以大大改善安全（在道路交通事故中，人为错误造成的事故占90%以上），但是，立法者仍然需要迅速抓住赔偿责任这一棘手问题，提出明确的指导意见，以确定当事故中涉及无人驾驶汽车时，谁来负责。合法性和赔偿责任的界定各国将会不同，这也将会对自动驾驶技术如何出现在市场造成影响。
其次是合法化问题。基本上，《维也纳公约（Vienna Convention）》（于1968年被许多国家承认并遵守的国际条约，其中包括绝大多数欧洲国家，但不包括美国）明确禁止自动驾驶。因此，要实现自动驾驶，这一条约，还有一些类似的国家立法，必须适应新的技术可能性。为使自动驾驶汽车合法地在公路上行驶，改变道路交通法例将是必要的。政府必须针对如何监管的问题制定明确的计划。例如，交通运输部需要解释清楚，汽车将如何进行认证和测试，驾驶员将如何进行培训，驾驶标准将如何进行调整。这意味着，汽车所有人可能将带有新的义务，比如要确保汽车中的软件已经被升级为最新版本等。
再次是系统覆盖问题。是否车上要一直有一个有能力控制汽车的人存在？如果否，那么当一个醉汉想要进入汽车并按下“出发”的按键时，是没人能阻止他的。如果是，那么这个人要保持怎样的准备状态？随时把双手放在方向盘上？还是他们可以在车上的时候用手机？如果他们在高速公路上打瞌睡怎么办？
另一个问题是应急服务如何处理自动驾驶汽车。他们能够通过车车通信“强制”自动汽车驶出目前的车道吗？他们能够命令汽车靠边停车吗？另外，怎样从外面识别出来这是一辆自动驾驶汽车呢？
自动驾驶汽车的发展路线图
自动驾驶汽车的大规模生产将从根本上改变道路交通系统的运作方式，以及汽车制造商的商业模型。但其实真正的问题是，“你想要买一辆自动驾驶汽车吗？”很多人本身就喜欢驾驶，喜欢控制汽车这一动态的机器，并享受这一过程。既然如此，他们何必选择自动驾驶？或许，在交通拥堵时，自动驾驶更有用。或者说，当需要长途驾驶时，自动驾驶也会有一定的优势。因为这些情况下，驾驶员可以通过自动驾驶来让自己保持放松。
如果想要自动驾驶汽车，那么，我们到底想要什么样的自动驾驶汽车？是可以让我们在汽车的导航系统中输入坐标或者邮政编码之后，就可以坐在车上，等着车自动以最省油的方式把我们带到目的地？自动驾驶汽车能够避免侵犯行人的路权吗？比如在斑马线前主动给行人让路？在安全方面，是否将迎来一个完全没有车辆碰撞发生的时代？
要让无人驾驶汽车的大量推广成为现实，需要来自许多不同当事方的更多的“联合”思想。如同所有其他新的、颠覆性的运输技术一样，要在大城市中看到无人驾驶的出租车，需要大量的开发时间，安全评估标准，以及逐步发展并完善的技术。在今天生产的汽车中，越来越多的出现了带有自动驾驶技术特征元素的主动安全系统（例如自动紧急制动，Automatic Emergency Braking）。这些系统的进一步发展是走向无人驾驶汽车的重要垫脚石。比如福特（Ford）开发的“交通拥堵辅助（traffic jam assist）”系统的设计目的就是让其汽车能够在高速公路上不停地需要重复停车启动时，自动接管汽车的驾驶。而该系统描述的愿景就是，在交通拥堵这种令人不愉快的情况下，让驾驶员可以自由地读报纸，查邮件，喝咖啡，从而放松驾驶员的心情，同时保持车流顺畅。以这样一种非常具体可见的方式向消费者推出这一技术很显然是向无人驾驶汽车迈出了很大的一步，而且很可能出现的情况就是，更多的人会接受暂时性地将汽车交给仪器来自动驾驶。
展望未来，或许，交通拥堵辅助系统是自动驾驶技术中容易让人接受的第一步。从来没有人在汽车广告中说“买了这辆车，你就能在交通拥堵时保持愉悦”，相反，人们总是说“买了这辆车，你将能以80英里/小时的速度驾驶，并欣赏沿途的美丽风光”。
自动驾驶技术可能出现的另一个重要趋势是随着其他汽车系统的发展而一起演进的更高效的动力系统。汽车制造商有许多种可以节约能源的战略，但是他们只能建议驾驶员以非常经济的方式驾驶汽车。可是如果有自动驾驶汽车，他们能够告诉自动驾驶汽车如何驾驶动力系统最有效，而汽车会照做。
要实现真正让自动驾驶汽车上路，沃尔沃公司的目标是在2018年到2020年间在市场上推出能在认证道路上执行高度自动驾驶的汽车。并且，预计有些特定客户在2017年就能买到这些汽车。下面这张自动驾驶汽车发展路线图，或许能让我们对自动驾驶汽车发展有个最直观的了解。
