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Waymo 自动驾驶 20 年与技术架构

  • 2026-10-29 14:30:42
Waymo 自动驾驶 20 年与技术架构

Waymo 技术领导者 Dmitri Dolgov 分享从 2005 年 DARPA 挑战赛到今日全自动驾驶商业化落地的 20 年历程,深度解析 Waymo AI 基础模型架构、世界模型方法、第六代硬件平台及安全数据。

核心观点速览

  • 使命驱动
    : 全球每 26 秒就有一人死于交通事故,这是 Waymo 存在的根本原因
  • 20 年坚持
    : 从 2005 年 DARPA 挑战赛到 2024 年 11 城市运营,经历了多次 AI hype 周期和低谷
  • AI 基础模型
    : Waymo 构建了一个多模态"世界 - 行动 - 语言"基础模型,驱动三大支柱:驾驶员(Driver)、模拟器(Simulator)、批评者(Critic)
  • 端到端 + 结构化
    : 不是纯端到端,而是端到端模型 + 结构化中间表示,以支持运行时验证、闭环训练和强化学习
  • 安全数据
    : 1.7 亿英里全自动驾驶数据显示,Waymo 驾驶员在严重伤害事故方面比人类驾驶员安全 13 倍
  • 指数级扩展
    : 16 年达到 1 亿英里,6 个月达到 2 亿英里;一周全自动驾驶行驶超过 400 万英里
  • 全球化扩张
    : 已在 11 个城市运营,计划扩展至伦敦和东京

个人背景:从苏联到自动驾驶

Dmitri Dolgov 出生于苏联,父母是同一所学校的校友。他在日本待过一年,在美国上高中,后来回到莫斯科读大学,在莫斯科物理技术学院(MIPT)学习数学和物理。

"那段经历真正奠定了我的技术基础。在大学早期,最重要的是获得独立学习和探索的能力,这对我未来的职业生涯帮助巨大。"

2005 年,Dmitri 在研究生毕业时恰逢 DARPA 城市挑战赛(Urban Challenge)举行。这成为了他的"开关时刻"(light switch moment):

"技术极其有趣,使命无比强大,没有其他事情能与之相比。而且你能亲手造出真实产品。它满足了我所有的条件。"

Waymo 的早期岁月(2009-2012)

Waymo 起源于 2009 年的 Google 自动驾驶汽车项目。早期团队只有约 12 人,Dmitri 形容那是"疯狂的初创日子"——所有人 24/7 工作,白天写代码、搭建硬件,晚上进行测试。

早期两大目标(18 个月完成):

  1. 全自动驾驶行驶 10 万英里
  2. 在湾区完成 10 条路线,每条 100 英里,全程无干预

"那是我职业生涯中最快乐的时光。每时每刻都在取得进展,你在学习,速度疯狂。"

这一时期被称为"Project Chauffeur",团队证明了自动驾驶值得追求,随后加倍投入,开始构建完全自动驾驶产品。

穿越 hype 周期与低谷

2016-2017 年,自动驾驶成为 AI 炒作周期的中心。大量公司涌入,随后出现大规模低谷——大多数公司放弃或失败。Waymo 是少数坚持下来的。

Dmitri 对技术周期的洞察:

"导致这种周期的往往是某个突破带来早期快速进展和快速投资流入。自动驾驶问题有一个特性:入门非常容易,但要做到完全自动驾驶和超人类性能则极其困难。"

"每当有重大技术突破——无论是卷积神经网络、Transformer 还是大语言模型——都会引发'问题即将解决'的错觉。它重塑了早期曲线,但不改变长尾。"

坚持的关键:

"理解这不是一道简单的题,但是一道极其重要的题。相信使命,不寻找简单的胜利或银弹,这给了团队走完这段路的耐力。"

Waymo AI 基础模型架构

Waymo 的核心是一个被称为"Waymo Foundation Model"的多模态 AI 系统。它驱动三大支柱:

支柱
功能
驾驶员(Driver)
在真实道路上驾驶车辆的 AI 代理
模拟器(Simulator)
生成和模拟世界场景,用于训练和测试
批评者(Critic)
评估驾驶决策的质量,提供反馈

基础模型的三个维度

  1. 多模态(Multimodal): 不仅处理图像/视频,还处理激光雷达(LiDAR)、雷达(Radar)等其他传感器数据

  2. 世界 - 行动模型(World-Action Model):

    • 深度理解 3D 空间属性、动力学、物理
    • 理解其他代理(车辆、行人、骑行者)的行为
    • 不仅是被动建模世界,还是积极参与者——世界模型必须是可控的
  3. 语言对齐(Language-Aligned):

    • 将视觉语言模型(VLM)的通用世界知识引入 Waymo 模型
    • 大幅提升对驾驶语义和深层社会层面的理解

"我们构建的是一个多模态世界 - 行动 - 语言模型。"

端到端架构:超越基础端到端

Waymo 的基础模型本质上是一个端到端模型——一个从传感器到决策/动作的模型。但 Dmitri 认为"端到端 vs 其他"是一个虚假的二分法:

"真正的问题不是'是否端到端',而是'端到端之后还需要什么'。如果你要构建一个完全自动驾驶、超人类安全水平、可大规模部署的产品,仅靠基础端到端是不够的。"

Waymo 的方法:端到端 + 结构化中间表示

通过在 learned representation 之上增加结构化的、物化的中间表示,Waymo 获得了:

  • 运行时额外验证
    : 在物理世界中运行的代理有额外的安全检查层
  • 更丰富的训练/评估方案
    : 闭环评估、闭环训练
  • 强化学习的丰富奖励函数
    : 结构化表示使复杂奖励设计成为可能
  • 人类反馈整合
    : 支持团队和驾驶员的人工干预反馈

"如果你只是构建辅助驾驶系统、原型或演示,你可能不需要这些。但要做到完全自动驾驶的安全系统,这些绝对关键。"

第六代硬件平台

Waymo 第六代驾驶员硬件套件于 2024 年推出,搭载在Waymo Via车辆平台上:

  • 性能
    : 最先进的传感器套件
  • 简化
    : 大幅减少组件复杂度
  • 成本
    : 大幅降低成本
  • 量产
    : 面向大规模批量生产

"这辆车围绕乘客体验设计。外部尺寸与 I-Pace 相近,但内部感觉像一个客厅。后排空间巨大,有滑动门,接近车辆时自动打开。"

2024 年初开始全自动驾驶运营,目前对员工开放,预计年内向所有乘客开放。

指数级扩展与商业化

关键数据:

指标
数据
总全自动驾驶里程
1.7 亿+ 英里
每周全自动驾驶里程
400 万+ 英里
总乘坐次数
2000 万+ 次全自动驾驶乘坐
最近 7 个月乘坐
1000 万次(占总数的 50%)
运营城市
11 个(美国)
单次发布城市
2024 年一次发布 4 个城市
从全自动驾驶到公开服务
8 年(2016-2024)

Dmitri 的日常:

"Waymo 是我现在的出行方式。我今天就是坐 Waymo 从 Palo Alto 到旧金山的。我的三个孩子也爱坐 Waymo——他们一生中几乎只坐自动驾驶。偶尔坐人类开的车,他们会问'刚才发生了什么?'"

"现在能让我孩子发出'哇'的只有两件事:小狗和 Waymo。"

安全:不可协商的基石

全球每年有 119 万人死于交通事故——每 26 秒一人。这是 Waymo 团队每天工作的动力。

安全数据:

"在 Waymo 运营的城市,1.7 亿英里全自动驾驶数据显示,Waymo 驾驶员在导致严重伤害的碰撞方面比人类驾驶员安全 13 倍。"

"这个 13 倍的减少意味着我们每 8 天就预防一次严重伤害。随着规模扩大,这个影响只会增长。"

安全文化:

"在硅谷'快速行动、打破常规'的文化中,安全必须是非协商的基础。从第一天起就要把它融入一切:模型架构、训练评估方案、团队心态。"

"专注于能力本身、快速达到 90% 很诱人,但你如何达到第一个 90% 与如何达到下一个'9'(即更高安全标准)是完全不同的问题。"

真实安全案例:

Dmitri 分享了一个令人印象深刻的案例:在旧金山,一个骑电动滑板车的年轻女子在 Waymo 前方失控摔倒。Waymo 以"超人类的准确性和反应时间"完成了闪避和刹车,所有人都安然无恙。

"透过公交车看到行人"案例:

更令人震惊的是,Waymo 的激光雷达曾探测到一辆公交车后面行人的脚步移动——激光信号从公交车底部反射回来,获得了稀疏的回报。AI 不仅检测到了行人,还预测了未来会发生什么,提前采取了防御性反应。

"当我看到那个视频时,我的大脑被震撼了。我们的激光雷达没有穿透固体物体的能力,但它通过公交车底部的反射检测到了行人的脚步。"

未来展望:从去风险化到全球商业化

"我们已经从有意识的顺序去风险化阶段,过渡到快速的并行全球商业化。"

未来 5-10 年规划:

  • 在美国更多城市部署 Waymo 驾驶员
  • 在现有城市扩大运营规模
  • 新增地理区域和城市
  • 国际扩张
    : 2024 年宣布计划在伦敦和东京提供服务

关键引用

  • "技术极其有趣,使命无比强大,没有其他事情能与之相比。" —— 关于 2005 年 DARPA 挑战赛
  • "入门非常容易,但要做到完全自动驾驶和超人类性能则极其困难。" —— 关于自动驾驶的技术特性
  • "理解这不是一道简单的题,但是一道极其重要的题。" —— 关于穿越低谷的坚持
  • "我们构建的是一个多模态世界 - 行动 - 语言模型。" —— 关于 Waymo 基础模型
  • "真正的问题不是'是否端到端',而是'端到端之后还需要什么'。" —— 关于架构哲学
  • "安全必须是非协商的基础。从第一天起就要把它融入一切。" —— 关于安全文化
  • "这个 13 倍的减少意味着我们每 8 天就预防一次严重伤害。" —— 关于安全影响
  • "现在能让我孩子发出'哇'的只有两件事:小狗和 Waymo。" —— 关于家庭生活

快问快答

问题
回答
从全自动驾驶到公开服务用了多久?
8 年
1 亿到 2 亿英里用了多久?
约 6 个月
每周全自动驾驶里程?
400 万+ 英里
比人类安全多少倍?
13 倍(严重伤害事故)
每多少天预防一次严重伤害?
8 天
运营城市数量?
11 个(美国)
国际扩张计划?
伦敦、东京

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