产经周知|马里兰大学用强化学习攻克自动驾驶“生死决策”:L4规模化落地的最后一块技术拼图

摘要:马里兰大学利用强化学习训练自动驾驶汽车应对危险状况,补齐长尾场景短板,为L4级商业化扫清安全技术障碍。

据盖世汽车11月9日报道,马里兰大学土木与环境工程系副教授、马里兰交通研究所所长Xianfeng “Terry” Yang正带领团队,利用强化学习训练自动驾驶汽车的“AI驾驶员”,使其能够应对各类危险状况。从产业视角来看,这并非一次单纯的学术探索,而是直击当前L4级自动驾驶从示范运营迈向规模化商业落地过程中最核心的痛点——长尾场景下的瞬间决策能力。当硬件成本与算力瓶颈逐步被产业链消化后,决定自动驾驶企业毛利率和单车经济性的关键变量,正在向底层算法的安全冗余度转移。

长期以来,自动驾驶技术的演进遵循着一条相对清晰的路径:通过海量数据喂养感知模型,再结合规则引擎进行决策。但正如Yang所指出的,“自动驾驶汽车不会犯人为错误,也不会分心。但它们确实也存在自身的问题。”其实验室的核心目标,是利用人工智能最大限度地提升自动驾驶汽车在道路交通系统中的运行效率,同时着手解决一项关键的“短板”——自动驾驶汽车在面对需要瞬间做出、且可能关乎生死的决策时,往往缺乏足够的训练。传统的监督学习高度依赖人类标注的历史数据,这意味着系统只能处理“见过”的场景;而强化学习则允许车辆在仿真环境中通过不断试错、获取奖励或惩罚来自主探索最优策略,从而在未见过的极端工况中建立起泛化能力。

车辆行驶规则示意图

这一研究方向的推进,恰逢全球自动驾驶产业进入深水区。以文远知行等头部企业为例,其在10月27日宣布启动全球保险合作计划,联合新加坡安联保险及平安产险开发覆盖L4级自动驾驶车辆全生命周期的定制化保险方案。目前其业务已覆盖13个国家、60多座城市,L4级自动驾驶车辆总数约3,600辆。保险机构愿意入局的前提,是风险的可量化与可控。如果底层算法无法有效应对突发危险状况,保险公司的赔付率将直接击穿自动驾驶运营商的利润模型。因此,学术界在强化学习领域的突破,实质上是在为下游的商业化运营和保险定价提供技术信用背书。

与此同时,学术界也在探索多维度的技术路线。据第一电动网11月2日报道,南洋理工大学Lyu Chen教授团队近期在《自然-通讯》上发表成果,研发出一种能接受人类纠正并持续学习的自动驾驶系统。该系统在真实赛道验证中,经过几轮人工引导纠正后,车辆的“伦理风险”指标降至初始水平的约十分之一。此外,《Results in Engineering》期刊在11月8日发表的研究中,提出了一种面向无信号交叉口的可扩展无填充网络化多智能体强化学习(MARL)方法,单一策略可零样本迁移至25个交叉口网络,在100次留出运行中每回合碰撞数仅为0.43次。这些研究共同表明,强化学习与持续学习正在成为重构自动驾驶安全边界的共识性路径。

在这场技术变革中,产业链上下游的利益博弈正在发生微妙变化。对于上游的AI芯片与算力供应商而言,强化学习对高并发仿真环境的需求,将持续推升云端训练算力的采购规模。对于中游的整车制造商和自动驾驶解决方案提供商,掌握更优的强化学习框架意味着能在同等传感器配置下实现更高的安全上限,从而降低对昂贵硬件堆叠的依赖,优化BOM(物料清单)成本。对于下游的出行平台与消费者,算法在极端工况下的可靠性直接决定了公众信任度与市场渗透率。而对于监管层,如何评估一个通过“黑盒”试错训练出来的强化学习模型是否符合上路标准,将是政策制定面临的新挑战。

无人驾驶技术发布会现场

短期来看,马里兰大学的这项研究仍需在仿真环境与真实道路之间跨越“Sim-to-Real”的鸿沟,强化学习模型在开放道路上的不可预测性仍是工程化落地的阻碍。中期而言,随着多智能体强化学习(如前述25交叉口网络的协同策略)与人机引导式持续学习(如南洋理工大学的纠偏机制)的融合,自动驾驶系统将不再是一个出厂即固化的“成品”,而是一个具备生命周期内自我进化能力的智能体。这种范式的转变,将彻底改变现有基于里程数和接管次数来衡量自动驾驶水平的评估体系。

当算法开始学会在生死瞬间做出比人类更优的决策时,自动驾驶产业的竞争焦点将从“谁的测试里程更长”转向“谁的底层决策逻辑更具韧性”。