第1章 祖母测试,DARPA大挑战赛的源头 The Grandma Test
《2001年弗洛伊德·斯彭斯国家国防授权法案》签署时,并没有在白宫的玫瑰园举行仪式,比如张罗一场吹风会,也没有在次日的《华盛顿邮报》上发表文章。这份515页的文件是例行立法,为美国军队制定预算:制造什么武器,退伍军人的处方药费用有多少,哪些生锈的文物将被转移到军事博物馆,等等。
虽然当时即将卸任的比尔·克林顿总统对由共和党占多数的国会提交到他办公桌上的该法案提出了一些异议,但是他认为,总体来说,法案的问题不大,确保国家安全是必要的。在一份声明中,克林顿赞扬了法案中自己喜欢的部分内容,比如:增加军事人员的住房津贴;授权清理犹他州的一个原铀矿厂;为下一代F-35战斗机提供资金,等等。总统对第220条没有什么特别的表示。第220条的内容是,实现无人驾驶和远程控制技术的部署将是武装部队的一个目标,以实现:
· 到2010年,用于作战的深度打击战机中有1/3是无人机;
· 到2015年,无人地面战车的数量占比将达到1/3。
对于那些起草法案并让立法者签名声援的工作人员和游说团体来说,这种授权司空见惯,或者说只是为了申请预算而“画饼”。第220条以及法案的大部分内容,来自掌管军事委员会的弗吉尼亚州参议员约翰·华纳(John Warner)的办公室。华纳在1945年加入海军,1950年加入海军陆战队,并担任理查德·尼克松的海军部长(其间与好莱坞著名影星伊丽莎白·泰勒结婚,后来又离婚)。到2000年时,他已经当了20多年的参议员,也看到了机器人在未来战争中可能扮演的角色。比如“捕食者”无人机(13)于1995年在巴尔干半岛上空投入使用,让美国飞行员在不冒生命危险的情况下“飞越”危险区域。
华纳希望美国更多地依靠优良军备,让士兵远离伤害,即使军方并不急于做出如此巨大的改变。华纳表示:“我们希望行动更快、更向前,而五角大楼想遵循它一贯的、更保守的路线。”他认为,一项授权可能会改变五角大楼的这种态度。
“捕食者”无人机已经投入使用,法案第220条授权的第一部分只是要将无人驾驶技术的成功概率翻倍,并将其应用到更多的飞机和生产更多的无人机上而已。无人驾驶的地面车辆技术还不太发达,但在法令颁布时,无人驾驶卡车和坦克似乎已在技术上可行,甚至即将出现。计算机可以让战斗机在空中飞行,从潜艇上发射弹道导弹,或者从一个半球外摧毁目标。美国、亚洲和欧洲的研究人员已经展示了能够在限制条件下实现自动驾驶的车辆。帮助华纳起草该法案的军事委员会幕僚长莱斯·布朗利(Les Brownlee)认为,15年内让无人车成为武装部队的主要力量,这是可行的。他知道,如果没有外力的推动,美国科学家是不会成功的。“我们当然要强烈建议他们这样做!”布朗利说。
除了那些碰巧熟悉无人驾驶技术的人,对其他人而言这完全是有道理的。天空几乎是空的,所以你只需要对空气动力学有所了解,就能控制像“捕食者”这样的无人机。驾驶无人车则要求能够找到平坦地面并使汽车附着在上面,并与可能使计算机视觉系统“失明”的雨、雪和雾做斗争。飞机可以在天上飞行,但无人车不仅需要避开所有由于重力作用而在地面上的东西,例如树木、岩石、建筑物、人和其他交通工具等,还要知道对方是什么,它们可能如何运动,以及自己的运动将对周围环境造成什么影响。开车可能是人类经常从事的最复杂的任务,尽管没人意识到这一点。
此外,虽然华纳要求使用“无人”车辆,但“捕食者”无人机的远程控制装置在地面上根本行不通。因为飞行几乎不需要在瞬间做出决定,所以从飞行员发出指令到看到指令执行之间的这段延迟,与其说是问题,不如说只是略微讨人厌。当无人车以24千米/时或32千米/时的“战术相关速度”在拥挤的地面上行驶时,上述延迟在战场上是毁灭性的(想想那些反应速度较慢的老年驾驶员吧)。远程操作可能只需要“一个人,一个机器”的范式,这样可以减少人力需求。当然,这样操作实际上可能起到相反的作用,远程驾驶就像人工驾驶一样,需要集中一个人的全部注意力。如果战场上的士兵想要远程控制侦察车辆,可能需要有人站在旁边监视工作,这样就需要投入双倍的人力而达不到削减人员需求的目的。
比尔·克林顿签署的这项法案所带来的挑战,并不是让人与远程交通工具产生连接,而是要教一辆汽车去做人类所能做的一切。任何熟悉相关技术的人,只要读过华纳的命令,就知道美国的无人车必须是自动驾驶的。华纳可能没有意识到他对法律提出的挑战有多大,但他知道自己想要完成这件事,他也知道自己想让谁来做这件事。
2001年6月18日,托尼·特瑟走进了弗吉尼亚州阿灵顿费尔法克斯大道3701号9楼的一间办公室。20世纪80年代,这位从斯坦福大学毕业的工程师,曾经在这个房间待了很长时间,他总是坐在桌子靠近门的那边。但这一次,特瑟绕过桌子,坐在了桌子后面,成为乔治·沃克·布什总统最新敲定的DARPA局长。
DARPA于1958年2月出现在五角大楼庞大的组织架构中,作为对苏联发射的第一颗人造地球卫星斯普特尼克1号(Sputnik 1)的回应。这颗大约每96分钟环绕地球一周、从地球上就能看到的小型信号卫星,震惊了美国民众和政府。时任美国总统的艾森豪威尔希望有一个专门负责确保美国不会再与苏联科技进步信息脱轨的情报部门,所以DARPA是与陆军、海军、空军和海军陆战队都截然不同的机构。这个小机构最初被称为高级研究计划局(Advanced Research Projects Agency,ARPA)。随着其任务朝向军事性质的演变,DARPA中的字母“D”(defense)在1972年被添加进来,在1993年被删除,在1996年又被重新加上。
就像它的名字频繁变动一样,DARPA也有一段“流浪史”。它一开始是美国事实上的航天机构,但是当几个月后美国国家航空航天局(NASA)经改组成立,DARPA就失去了这个角色。在没有太多的使命界定或具体目标的情况下,成立的头10年里,五角大楼里这个弱小的机构专注于国内的导弹防御、参与东南亚的战争、研究创新想法,并为有前途的科学家提供资金支持。这些努力导致了DARPA标准的混合结果:没有启动仪式、令人尴尬的失败,以及对大量项目的资助,当然日后这些项目的影响力超出了任何人的想象或预期。
DARPA的首要任务是保护美国免受核攻击,这是一个棘手的问题。比如,DARPA研究了可以击落来袭的洲际弹道导弹的粒子束武器的想法,不过结果不了了之。后来在研究苏联核武器试验的能力时,DARPA的进展有所突破。随着探测外太空核试验技术的发展,DARPA在全球不少地方安装了地震仪,并资助了一项研究,以确定地动山摇是自然的地震,还是地下核试验的结果。这为1963年的《有限禁止核试验条约》(Limited Nuclear Test Ban Treaty)(14)奠定了基础,也让美国相信自己有能力发现苏联的“欺骗”行为。与此同时,DARPA对地震学研究的支持,对那些论证地球表面是由漂移的构造板块组成的科学家来说是无价的。
DARPA最大的成功始于1962年。当年,约瑟夫·C. R.利克莱德(Joseph C. R. Licklider)加入该机构,从事一些行为科学的研究工作,提高军队在危机时期部署常规武器和核武器的能力。利克莱德是一位对计算机这个新兴领域有着浓厚兴趣的心理学家,他把精力集中在指挥和控制任务上。利克莱德认为,这是他宏伟愿景的许多潜在应用之一:一个计算机网络,不仅限于用来做算术。他资助了麻省理工学院、斯坦福大学和国防智库兰德公司的研究,目的是把同一间屋子里的几台计算机连接起来。1965年,利克莱德的继任者罗伯特·泰勒(Robert Taylor)决定在更大范围内实现这个想法。在一个20分钟的会议中,他从老板那里“榨取”了100万美元,并用这笔钱创建了阿帕网(ARPANET),即后来的互联网的前身。
DARPA在东南亚的工作就没那么受称赞了。1961年5月,肯尼迪总统批准了敏捷计划(Project Agile),这是威廉·哥德尔(William Godel)提出的所谓“反叛乱计划”。作为一名情报人员和该机构的首批雇员,哥德尔为帮助陷入困境的越南总统吴廷琰(Ngo Dinh Diem),提出了许多新的、常常是荒谬的想法。DARPA试验了便携式火焰喷射器、看起来像石头的地雷和一艘几乎无声的“沼泽船”,这种船可以载30个人通过只有7厘米多深的水。哥德尔特别感兴趣的是摧毁作物和丛林,这些作物是越南共产党人的食物来源,丛林的掩护可以让越南共产党人悄悄转移补给和发动伏击。DARPA资助了一系列化学物质的研发,美国C-123运输机在越南南部倾倒了数百万升的化学物质,其中最臭名昭著的一种叫作“橙剂”。它蹂躏了这片土地,留下了许多癌症患者和出生缺陷隐患,使得美国人和越南人都受到了重创。随着美国国内反战情绪的高涨,DARPA的办公室从原来的五角大楼搬到了位于阿灵顿的费尔法克斯大道的大楼里,这是其声誉受损的实际体现。
这些纷繁的工作都源于DARPA的根本特征:灵活性。该机构的工作方式与军队的其他部门完全不同。它通常雇用不超过几百人,基本上不受官僚主义的束缚,尽管官僚主义支配着政府的大部分工作。虽然DARPA的局长身处要职,但是机构的研究方向来自项目经理,他们占了总人数的一半以上。这些人包括物理学家、化学家、生物学家、工程师、学者、实业家和军人等。他们的工作是为自己遇到的棘手问题提出潜在的解决方案,比如一种新的通信设备、装甲或导航系统。他们向局长推荐自己想要运营的项目,如果获得批准,就为公司、大学或任何可以实现他们想法的人提供资金。项目经理通常只工作一两年,很少有人超过4年。DARPA倾向于不断进行更新,优先考虑新想法,而不是过往经验,特别是令人失望的经验。当一个项目成功时,DARPA会把它交给军方或私营部门进行商业化,然后再去进行下一个大胆的冒险。
当特瑟在20世纪80年代第一次来到DARPA时,通过寻找创新的方式来解决实际问题,同时避免官僚主义的工作方法,为F-117A隐形攻击机、B-2轰炸机、M16系列自动步枪、“捕食者”无人机和全球定位系统(GPS)的发展奠定了基础。
40岁时,特瑟的样貌和履历都符合国防工业的终身工作者形象。他把头发梳得很整齐,并且似乎在1969年获得电气工程博士学位后,他就不再买新眼镜了。特瑟在DARPA战略技术办公室担任了4年的负责人,从事的工作仍属于机密。1986年,DARPA局长一职空缺,特瑟去争取,但失败了。他回到原部门,一直待到美国国防部前部长唐纳德·拉姆斯菲尔德(Donald Rumsfeld)邀请他去面试。
特瑟的工程师背景和他对科幻小说的热爱使得他很适合这份工作。当特瑟还是个孩子的时候,他就在自己的业余无线电设备上听过头顶上的人造卫星的声音,并对美国著名科幻作家罗伯特·海因莱因(Robert Heinlein)的《严厉的月亮》(The Moon Is a Harsh Mistress)这样的故事着迷。在《严厉的月亮》中,人类占领了月球,然后向留在地球上的人发动了战争。他说:“我坚信,最好的DARPA项目经理必须有成为科幻作家的初心。”比如,赫伯特·乔治·威尔斯(Herbert George Wells)(15)就会是一名出色的员工。但是当特瑟在2001年6月出任DARPA的局长时,他添加了一些个人元素,他懒得换掉旧家具,他的副手们是否读过科幻小说也不重要了,更不用说写科幻小说了。美国的对头苏联早已不复存在,DARPA的发展动力也随之消失。20世纪90年代的主旋律是和平红利,而不是国防开支。在特瑟任期的第一个夏天,美国人并不担心被入侵或核攻击。美国当时是世界上唯一的超级大国。“DARPA已经变成了一潭死水。”特瑟说。
几个月后,在9月一个阳光明媚的周二早上,秘书把特瑟从会议室拉了出来,并将特瑟的目光引向窗外的东方。黑烟弥漫在DARPA旧址五角大楼的上空(16),美国很快又回到了战争中。在华盛顿,国防再次占据了舞台中心,资金滚滚而来。2002—2005年,DARPA的年度预算比之前增加了50%,达到了30亿美元。
特瑟立即判断出这次攻击是由情报失误造成的。他打赌所有的线索在事发之前都存在,只是不在一个地方,任何个人或机构都可以把它们收集在一起。一周内,他就启动了一项情报收集计划,约翰·波因德克斯特(John Poindexter)向他推荐“打击恐怖主义的曼哈顿计划”。波因德克斯特最为人所知的是,他在掩盖里根时代“伊朗门”事件(17)中扮演的角色,但特瑟愿意对他那段不光彩的历史视而不见。特瑟认为波因德克斯特是管理一个被称为“全面信息觉知项目”的合适人选。但没过多久,“9·11”事件就引发了不少军事问题,这些问题比搜寻恐怖分子更让公众感到沉重。
在阿富汗和伊拉克,美国军人很快就遇到了一个可怕的对手:对方利用路边炸弹杀死在道路上行进的士兵。随着在中东快速而轻松地结束战局的希望逐渐破灭,特瑟一直在思考华纳的无人驾驶汽车授权,以及DARPA能做些什么来实现它。
人们对自动驾驶汽车的梦想可以追溯到汽车发明的早期,当时人们抛弃了有知觉的马,选择了机器,而使用机器时任何疏忽都会带来惩罚。1926年,《密尔沃基哨兵报》(Milwaukee Journal Sentinel)宣布,一辆无人驾驶的“幻影”汽车将在城市中巡游,由紧随其后的(人类驾驶的)汽车发送的无线电波控制。
这个想法在1939年纽约世界博览会上通用汽车的展览“飞出个未来”中风靡全国。数百万的美国人排着长队,只为有机会坐在海军蓝的马海毛扶手椅上,享受一次17分钟的“1960年的神奇世界”之旅。当观众还没有忙着拥抱爱人入怀时,他们会注视着国家高速公路系统的一个大型立体模型,这个系统可以消除撞车和拥堵的问题。在这个模型中,无线电控制系统让14条车道上的每辆车都以设定的速度行驶,并保持安全距离。在20世纪50年代通用汽车的鼎盛时期,通用汽车一直坚持这个想法,其在1956年推出的火鸟II概念车的宣传视频中解释道:“司机只需按下一个按钮,汽车就可以通过接收高速公路上的电子信号来自动驾驶。”这家汽车制造商与美国无线电公司(RCA)合作,在新泽西州的普林斯顿建造了一条测试赛道,但它们很快就放弃了,因为这种车无法大规模使用。在20世纪六七十年代,俄亥俄州立大学、加州大学伯克利分校以及日本和德国的研究人员也做了类似的工作。
然而,所有这些概念都局限于解决驾驶问题中最简单的部分——在高速公路上行驶。当两辆车都驶向同一个方向时,你所需要做的就是想办法让它们保持在各自的车道上,并且远离彼此。考虑到基础设施和车内技术的合理组合,这个问题似乎是可以解决的,尽管很难在全国范围内实施。没有人认真考虑过制造一辆可以在更复杂的环境中行驶的汽车,而且它可以处理十字路口、交通信号和行人的问题。即使在美国对自己未来最热情的描述中,这个问题也没有被触及,乔治·杰森(George Jetson)(18)仍需要自己开车。
这是因为,能够模仿人类驾驶员的技术还不存在,人类驾驶员可以观察并分析周围环境,预测场景将如何随时间的推移而变化,并据此进行相应的移动。当通用汽车铺设地下电缆时,加州帕洛阿尔托的研究人员正在开拓一个被叫作“人工智能”的领域。
第一个可以四处走动并“思考”自己行为的机器人是由斯坦福研究所的人工智能中心(该中心后来从斯坦福大学分离出来,并更名为SRI International)制造的沙基(Shakey)(19)。但第一辆被广泛认可的自动驾驶汽车来自附近的斯坦福大学人工智能实验室(SAIL)。斯坦福车(20)完成于1961年,是研究人类如何控制月球车的。这个小车看起来就像一个牌桌上面有4个自行车车轮,在接下来的20年里,从一个研究员到另一个研究员,每个人都使用这个平台开发自己的应用。在20世纪70年代初,奥地利出生的计算机科学家汉斯·莫拉维克采用了这款机器人,在特定的条件下,它可以用相机追踪画在地面上的宽白线,速度不超过1.6千米/时。
莫拉维克想让计算机做更多的事情,通过观察一些被养在玻璃容器中的蜥蜴,他找到了解决办法。在扑向苍蝇之前,蜥蜴会用一只眼睛盯着它们的猎物,然后左右摇摆自己的头部。莫拉维克认为,也许计算机可以用同样的方法计算它与所看到的物体的距离。所以莫拉维克把相机放在一个滑块上,并通过编程让它从一边移动到另一边,并在移动过程中拍照。有了这种立体视觉的旋转,斯坦福车上的计算机(它占据了附近一个房间的大部分空间)就会挑出对比度高的点,即最有可能是物体的东西。通过比较这些点在照片序列中的位置,计算机可以确定每一个点在空间中的位置。莫拉维克会让斯坦福车在一个大房间或散布着椅子、树木和20面体的纸板(想象一个有着20个面的骰子)的室外空间中自由移动。它缓慢地行驶着,每隔1米就要停下来10~15分钟。它虽然撞上了东西,但它还是成功了,在5小时内移动了30米。莫拉维克在他1980年的论文中写道:“在早期脊椎动物身上发生的类似的简陋仿生学实验,最终导致了人类的出现。”
取得博士学位后,莫拉维克搬到了匹兹堡,加入了新成立的卡内基梅隆大学机器人研究所,在那里,他和他的同事们继续进行此类研究。1984年,这些科学家在计算机视觉(21)这一新兴领域进行着不懈的努力。随着导航实验室项目的发展,最终生产出了名副其实的车辆——NavLab 1。这是一辆蓝色的雪佛兰厢式货车,它携带一个额外的四缸发动机,为车载超级计算机、摄像头、激光雷达和雷达提供动力。这辆货车的大部分测试速度都在1.6千米/时以下,还可以观察路面并发现前方的障碍物。NavLab 1可能是第一个空间足够大的机器人,车辆移动的时候制造商可以在里面工作。随着计算机速度的提高和传感器的改进,卡内基梅隆大学团队生产了一系列能力越来越接近人类的车辆。
迭代到NavLab 5时,科学家认为是时候来一次公路旅行了。研究员迪安·波默洛(Dean Pomerleau)和托德·约赫姆(Todd Jochem)开发了一个名为“快速适应横向位置处理器”(RALPH)的程序,该程序使用摄像头来寻找车道线、道路边缘,从而找到道路中心并停留在那里。1995年的夏天,波默洛和约赫姆迫不及待地想要看看,安装在一辆灰色庞蒂克运输车里的RALPH程序如何在有着不同道路标志的高速公路和不同类型的高速公路上行驶,他们发起了一场名为“解放双手穿越美国”的越野驾驶(由于研究重点是道路视觉系统,所以他们负责踩油门和刹车)。在9天的时间里,计算机科学家们一边听着有声书《星际迷航》(Star Trek)打发时间,一边行进了大约4 586千米到达圣迭戈,完全由汽车来完成转向工作。
美国不是唯一有机器人上路的国家。早在卡内基梅隆大学开发NavLab汽车之前,日本筑波机械工程实验室就已经发明了一种汽车,它通过使用摄像头来识别车道,以32千米/时的速度自动行驶。20世纪80年代,德国戴姆勒公司,即梅赛德斯-奔驰的母公司推出了一项名为“普罗米修斯”(Prometheus)的计划(在德国,这是“为欧洲交通提供最高效率和空前安全的计划”)。戴姆勒公司与计算机视觉先驱厄恩斯特·迪克曼斯(Ernst Dickmanns)合作,制造了一系列能够在简单环境下(如高速公路)以不同速度自动行驶的汽车,这项合作在1994年10月达到顶峰,当时一辆带有摄像头的奔驰S级轿车在三车道的高速公路上自动行驶约966千米,甚至还能变道和超车。在“普罗米修斯”计划的一个分支中,意大利研究人员制造了一辆能自动行驶1 100千米的汽车。
除了通用汽车的早期尝试,美国汽车工业对于无人驾驶既不感兴趣,也不参与。卡内基梅隆大学和美国其他地方的研究经费几乎全部来自美国国防部,尤其是DARPA。长期以来,五角大楼一直将机器人技术视为未来战争的一项重要能力,而且正是DARPA来主导这种长期工作。它资助了沙基项目和莫拉维克等为斯坦福车工作的科学家。20世纪80年代早期,DARPA使用一种8轮全地形车启动了一个自主陆地车辆项目,到1987年,这辆车可以沿着由不同路面组成的弯曲道路行驶。整个20世纪90年代,DARPA与美国陆军合作,并资助了各种国防承包商和大学的研究,专注于制造能够执行侦察任务的车辆。
总的来说,几十年来各种团体(主要是由政府资助的学术团体)所做的工作为华纳所要求的军事力量奠定了坚实的基础,不过也就仅此而已。21世纪初的无人车速度缓慢、价格昂贵且不可靠,在比赛中也未必能击败老式的斯坦福车。无人车这个想法看起来就像一个永恒的研究项目,一个建立在稳定的、渐进的发展之上的项目,将产生源源不断的博士论文。
现在,美国国会告诉DARPA,只有不到15年的时间去把这些原始的机器人新兵变成灵活、耐用和无处不在的战斗力量。斯科特·菲什(Scott Fish)是该机构机器人项目的一名项目经理,他记得这个消息传来的时候,他想:“这真是个巨大的挑战。”
在考虑如何满足华纳的要求时,特瑟想到了国会的另一条建议,这条建议被写进了《2000年美国国防授权法案》中:
国防部部长可通过DARPA局长实施现金奖励计划,以表彰在基础研究、前沿研究、应用研究和技术开发方面取得的杰出成就,以及有潜力应用于执行国防部军事任务的应用开发。
特瑟不必再签订一系列合同,也不必寄希望于美国的学者和国防承包商能创造奇迹,他力图通过竞争创造历史传奇,他计划创办一个21世纪版的奥泰格奖(Orteig Prize)。该奖是由纽约一家酒店的老板资助的,奖金为2.5万美元,查尔斯·林德伯格(Charles Lindbergh)因独自飞越大西洋而获得该奖。
在特瑟担任局长之前,DARPA就已经开始考虑举办竞赛了。这条关于国防部实施现金奖励的条文,是该机构的法律总顾问里克·邓恩(Rick Dunn)的工作成果,邓恩致力于提高该机构宝贵的灵活性。他说服立法者授权DARPA与商业公司建立合作关系,并规避《公务员法》,以便更好地招募科学家和工程师。在邓恩所称的“以创新方式经营的生态系统”中,颁发奖品而不是签订合同只是其中一个因素。
对于DARPA的大多数项目来说,这个奖项的权威性其实没有多大意义。如果目标是开发隐形飞机或新型步枪,那么与一个或几个国防工业承包商签订标准合同才是正确的选择。但是特瑟意识到一些特殊因素使得“地面无人车辆”成为对公众开放竞赛的理想应用。
首先,动力是存在的,以华纳的授权和中东地区迅速发展的战争冲突的形式出现,这些冲突有可能使越来越多的美国士兵卷入进去。其次,技术基础已经奠定,汽车和电脑唾手可得。只要有正确的电话号码和一些现金,任何人都可以得到车辆可能需要的服务器、摄像头、雷达或激光雷达。最后,知识基础也具备了,相关研究成果由卡内基梅隆大学、斯坦福大学和其他地方的研究人员发表。
特瑟认为此时的关键在于整合而不是发明,要找到合适的方法将所有现有技术整合在一起。他追求的是“配方”,所以“厨师”不能太多。特瑟想引进新鲜血液,即那些与国防部或DARPA无关的有潜力的人才,特瑟只需要找到这些人,并把他们领到“厨房”就够了。
此外,举行竞赛这一创意在某种程度上吸引了特瑟,这是任何合同都无法做到的。毫无疑问,特瑟是科学家,同时也是推销员。几十年前,从大学毕业到之后在斯坦福大学读研的空档期,新婚的特瑟就职于福勒刷具公司,他挨家挨户地推销家用清洁产品。特瑟很擅长这一点,在推销工作中他学会了如何吸引注意力,如何巧妙地进入人们的视线,并向顾客推销自己的想法,哪怕只是推销拖把。
上任几周后,副总统迪克·切尼(Dick Cheney)听取了DARPA当前项目的简报,特瑟像参加世界职业棒球大赛的经理一样规划自己的阵容。推销员出身的特瑟从DARPA最有前途和最令人兴奋的工作开始介绍,他认为切尼不会待太久,于是把那些不那么有吸引力的员工留到了最后做分享。他从头到尾都在思考每个项目的故事。“我选出来讲的,都是自己觉得非常重要的内容,不仅重要,还可以通过简要介绍来显示它们的重要性。”切尼在众议院任职时特瑟就和他认识了,特瑟确保演讲的重点是图片,而不是文字。根据特瑟的说法,切尼和时任国防部部长唐纳德·拉姆斯菲尔德都很喜欢这次汇报,切尼最后是作为DARPA盟友离开了费尔法克斯大道。
同样,特瑟改变了“DARPA系统和技术研讨会”的基调。该研讨会更广为人知的名字是DARPA技术峰会,这是每两年召开一次的会议,旨在向任何对此感兴趣的人介绍技术的进展。DARPA技术峰会历来在达拉斯或堪萨斯城这样的城市举办,一直是平静而严肃的学术活动。特瑟却把它搬到了加州阿纳海姆的万豪酒店,就在迪士尼乐园对面,会议地点本身就能说明问题。
“迪士尼乐园是一个把梦想和幻想变成现实的地方,”特瑟在2002年8月举行的DARPA技术峰会的开幕致辞中说,“这就是DARPA所做的,而且做得不错。”他让机构的每个部门都选了适合这一场合的主题。比如,信息开发办公室选择了“魔法师的学徒”,战术技术办公室选择的是“边域世界”,微系统技术办公室选择的是“小小世界”。(22)“我们在DARPA技术峰会向别人介绍我们在做什么,并让听众提出自己的想法,”特瑟随后说,“我知道这就是作秀。”
在把讲台交给一群代表之前,特瑟又发表了一项声明。这些代表们将讨论从“自修复雷场”到“光纤激光器”等各种问题。除了所有的标准项目(如果基于猴子的精神控制实验可以被称作标准项目的话),DARPA正在计划一场全自动驾驶汽车的比赛。该比赛会在2004年的下届DARPA技术峰会上举行,从洛杉矶到拉斯维加斯,谁跑第一,谁就能获得100万美元奖金。
特瑟称之为“DARPA大挑战赛”。
官宣比赛之前,特瑟还没来得及想太多细节。他甚至没有安排下一次DARPA技术峰会。特瑟认为无人车可以在I-15高速公路上行驶,但他不确定是否可以关闭一条主要的州际公路用来比赛。特瑟也不知道谁会想要制造自动驾驶汽车,也不知道参赛者造车需要多长时间。特瑟还不知道如何办一场比赛,更不用说无人驾驶比赛了。“说实话,我们不知道自己在做什么。”他说。但特瑟知道自己想要一种能通过所谓“祖母测试”(The Grandma Test)(23)的东西,比赛必须非常直接,任何人,甚至是一位老奶奶都能看明白并知道谁赢了。
为了弄清现实情况,这位局长找来了乔斯·内格隆(Jose Negron)。这位空军上校于2001年9月被派往DARPA,就在“9·11”恐怖袭击发生的10天前赴任,而这次恐怖袭击使DARPA在美国军火库中的地位得到了加强。现在,内格隆的工作包括把特瑟的想法付诸实践。
内格隆的第一个举动是通知他的老板,DARPA没有能力关闭一条州际公路,更不用说一条穿越洛杉矶的州际公路了,他们也不能让无人车冲进拉斯维加斯市中心。内格隆建议比赛从巴斯托镇(Barstow)开始,这是一个位于洛杉矶东北方向160千米外的古老的铁路小镇。比赛主要是越野行驶,车辆穿越莫哈韦沙漠,在普里姆镇(Primm)结束。普里姆镇是一个赌博小镇,就在内华达州边境上。加州的人经常光顾这里,然后迫不及待地驱车64千米去拉斯维加斯。
无论如何,内格隆认为,莫哈韦沙漠比高速公路更适合作为军用车辆的试验场。巴斯托镇和普里姆镇之间的直线距离约为160千米,中间有消防道路、土路和偶尔延伸的人行道。道路混合了平坦的开放地形和陡峭的山丘以及狭窄的小路。换句话说,它近似于中东地区的驾驶环境。如果一辆无人车能穿越莫哈韦沙漠,它就能应付阿富汗和伊拉克的地貌。
穿越沙漠还可以让DARPA的工作人员调整挑战赛的难度。地形会很崎岖,主办方会将参赛车辆隔开,每个车队只需要在一个相对确定的路面行驶,也就是要避开岩石、仙人掌和带刺的铁丝网等,而不是其他车辆。也许有一天,这些汽车可以解决更复杂的任务,比如穿过车流。但就目前而言,能够以合适的速度从一个点到另一个点,已经足够艰难了。
尽管如此,在美国的沙漠上还是出现了意想不到的问题。虽然无人车有着疯狂的前科,DARPA却从来不用担心无人车会跑到美国土著部落的墓地附近。内格隆必须说服洛杉矶电力与照明公司的人,保证无人车不会撞倒他们的设施,并且要与执法部门合作,关闭该地区必要的公路和铁路。内格隆还得与莫哈韦沙漠最老牌的族群进行谈判。
在特瑟把这个地方变成他的赛场以前,早在这里进行天空飞行的查克·耶格尔(Chuck Yeager)(24)突破音障(25)以前,早在白人来这里淘金之前,甚至在莫哈韦和切梅韦维部落称这里为家以前,莫哈韦沙漠就是野生乌龟的领地了。到了2003年,栖息地丧失、疾病缠身以及饥饿的乌龟为了躲避人类活动而到了新的领地,乌龟这种笨重的生物变成了濒危物种。这一局面,至少使得乌龟在美国鱼类和野生动物管理局赢得了“盟友”,该机构不想看到它们被一群没被控制住的无人车碾碎。为了安抚政府官员,内格隆不得不起草一份保护动物安全的行动计划,而不是“如果有动物在路上,就找人赶走”。内格隆发现,捡起沙漠乌龟的问题是,如果你吓到它或者用力触摸它,它就会撒尿。在世界上每年降雨量只有12.7厘米的地方,失去水分就等于被判了死刑。甚至,触摸动物都是违反《濒危物种法》的。因此,内格隆承诺在赛前和赛中,他会带一队野生动物学家来检查赛道,围起围栏,保护在赛道附近活动的乌龟,如果有必要,内格隆会接受训练,并拥有转移一只乌龟的合法权利。
不为沙漠动物操心的时候,内格隆就在DARPA总部创建一种新的指挥控制系统。他想要一种能在沙漠中跟踪每一辆无人车的追逐车,所以团队需要找到一种方法。团队需要远程控制无人车,以防它们失控,或者防止无人车之间的互相碰撞。他们还希望在暂时停车的情况下,能够远程启动它们。特瑟说,最终的远程控制结果要与美国军方当时使用的车辆通信系统相媲美。
不过,外在的最大挑战是设计一个越野赛场地。这就是内格隆和萨尔·菲什(Sal Fish)通话的原因。菲什是洛杉矶人,六十出头,白发向后梳,浓密的小胡子从嘴角露出来,他可以说是沙漠赛车的传奇人物。菲什花了数十年的时间来经营着分数国际(Score International),这个机构管理着一些世界上最受欢迎、最艰苦的越野比赛。菲什知道如何设计出能让车辆达到极限的路线,却没听说过DARPA。所以当秘书告诉他DARPA的人打来电话时,菲什以为是朋友打来的恶作剧电话。然后DARPA的人开始谈论他们的计划,他们要让没有司机的车队在莫哈韦沙漠中行驶。“我不知道你说的自动驾驶汽车是什么意思,我甚至都不会拼写它,但我很感兴趣。”菲什表示。
前往华盛顿与特瑟会面后,菲什成为团队的一员,在满是使用笔记本电脑的参会人员的会议上,菲什在黄色便笺簿上记着笔记。“我完全不知道这些车会是什么样子,它们会做什么。”菲什说。但DARPA的人要求他选一个配得上大挑战赛的路径,菲什答应了。他研究了巴斯托和普里姆之间可能的路径,寻找一条有着开阔地形、地势高低起伏不定、充满弯道和尽可能多的危险的赛道。
随着细节的落实,内格隆觉得是时候向公众提供更多的信息了,而不仅仅是宣传“自动驾驶汽车比赛”。他在2003年2月组织了一次发布会,邀请任何有兴趣的人来了解更多的比赛规则、提出问题、分享创意,感兴趣的人都可以与合作伙伴和赞助商联系。内格隆还把洛杉矶的彼得森汽车博物馆租了下来,他认为这是一个创造未来驾驶方式的好地方。
2月的一个早晨,当内格隆穿过洛杉矶车流前往彼得森汽车博物馆时,特瑟正在为预算感到焦虑。注重细节的项目经理应该对每笔开销都很清楚,当特瑟发现内格隆包下整个博物馆并计划举办一场大型活动时,他并不激动。特瑟认为大概有10个人来,大家可以将就着吃点儿比萨,喝点儿啤酒。“天哪,”特瑟想,“我们为什么花2000美元买食物?”特瑟本打算指责内格隆的过度消费,并让后者把多余的食物送给当地无家可归的人。
把车停在博物馆前时,特瑟意识到,这是一座位于洛杉矶“奇迹英里”(Miracle Mile)(26)西端的巨型混凝土建筑,根本没什么慈善可以做。以4人并排的方式排队,人们沿着街区排的队一直排到了拐角。开门前半小时,近500人边等边打听着更多关于DARPA大挑战赛的消息。“天哪,”特瑟想,“我们要成功了。”