揭秘：谷歌自动驾驶汽车和街景相机诞生记

谷歌两大标志性创新：自动驾驶和街景相机，广为人知。但鲜为人知的是，这两项技术实际上是由一家名为510 Systems的公司所开发的，而非神秘的Google X部门。510 Systems作为一家小型创业公司，为何能够在2011年被谷歌悄然收购，并且该公司的员工甚至和谷歌签署了保密协议，外界对此几乎毫不知情。为此，《电气和电子工程师学会会刊》撰文，详细介绍了这家不为人知的创业公司。 收购传统 科技行业一项由来已久而又备受尊重的传统是：通过收购公司获取知识产权，目标公司往往有很多创新点子，但是在现金或人脉方面匮乏。比如，公司(Burroughs)在1955年借助收购Haydu Brothers Laboratories，获得了数码管技术;苹果在1996年买下NeXT计算机公司时获得了一款操作系统;Twitter在2008年收购Summize时获得了一款搜索引擎。 谷歌对于这种传统极为看重，过去13年收购了逾170家公司。互联网电话、视频分享、网络分析、移动设备、、可视化搜索只是谷歌借助收购将技术收入囊中的冰山一角。大多数收购交易都会通过新闻发布会、新闻稿以及丰富的新闻报道公布于众。 然而，谷歌一项最具战略性的收购交易却被秘密隐瞒，使得不为所知。我们的一项调查发现了一个惊人的真相：谷歌处于领先地位的创新自动驾驶汽车、革命性街景相机技术主要由一家名为510 Systems、位于加利福尼亚州伯克利市的小型创业公司所开发的。 如果你从未听说过510 Systems，那么谷歌就达到了他们的目的。谷歌在2011年秋天收购510 Systems及其姊妹公司Anthony’s Robots的交易从未被公开过。事实上，谷歌甚至还坚持要求部分510 Systems员工签署保密协议，不能讨论这项已经发生的收购交易。 谷歌在自动驾驶汽车项目官方介绍中根本没有提及510 Systems，他们强调了德国计算机科学家塞巴斯蒂安·特龙(Sebastian Thrun)在该项目中的领导作用。特龙领导的斯坦福大学团队在2005年的自动驾驶汽车挑战赛中赢得冠军，这一挑战赛由美国国防部高级研究计划局(DARPA)赞助。 谷歌为何隐瞒? 那么，谷歌为何极力隐瞒这项收购交易呢? 2012年4月，谷歌即将载入史册。仅仅几周后，谷歌实验性汽车就将在内华达州进行全球首次自动驾驶测试。谷歌在内华达州申请了一个驾驶执照，但是内华达州机动车辆管理部门一位眼尖的官员感觉有些奇怪。“车辆识别码为JTDKB20U987806293的汽车所有权证书并不是用的谷歌的名字，但是车辆保险卡用的却是谷歌的名字，”她向谷歌工程师安东尼·莱万多夫斯基(Anthony Levandowski)询问道：“正常情况下，我们需要这两项使用同一个名字。” 实际上，谷歌想要申请执照用于测试的三辆2008年款普锐斯自动驾驶汽车其中的一辆是注册在510 Systems公司和苏扎纳·穆思科(Suzanna Musick)名下的。莱万多夫斯基对此的解释很简单：“510 Systems属于谷歌，因为谷歌在6个月前已经将该公司买下，”他回答道，“穆思科是510 Systems的CEO。” 尽管谷歌将特龙描述成公司自动驾驶汽车的“教父”，但是目前可查到的证据显示，谷歌自动驾驶汽车项目的真正推动者是莱万多夫斯基。2005年，莱万多夫斯基还是一位加州大学伯克利分校的25岁毕业生，获得了工业工程和运筹学硕士学位。当年，在伯克利大学本科生布里昂·马尤斯亚克(Bryon Majusiak)等一群工程师的帮助下，莱万多夫斯基开发出了一辆名为“幽灵骑士”(Ghostrider)的90-cc自动驾驶摩托车，并参加了DARPA挑战赛。 在2005年的DARPA挑战赛中，莱万多夫斯基和特龙实际上互为竞争对手。幽灵骑士是当时参加比赛的唯一一辆两轮自动驾驶车型，它依靠的是超准确的GPS信号和立体相机，而不像特龙的大众SUV“史丹利”(Stanley)使用的昂贵3D激光雷达部件。不过，幽灵骑士能够实现平衡、，甚至跌倒后自己恢复平稳。幽灵骑士击败了数十辆四轮汽车，但是没有击败史丹利。幽灵骑士在半决赛后被淘汰，但是莱万多夫斯基找到了一生想要的事业。 在经历了几次创业失败后，莱万多夫斯基与另外两位来自伯克利大学的工程系同学安德鲁·舒尔茨(Andrew Schultz)和皮瑞尔·德鲁兹(Pierre-Yves Droz)创建了510 Systems。当莱万多夫斯基在2007年加盟谷歌地图技术部门时，510 Systems为他做出了重大贡献。 马尤斯亚克是510 Systems雇佣的首批员工之一，尽管他当时还在读本科。“我们当时在开发一款智能机器控制相机，它最终演变成为了初期的街景系统。”他回忆道。510 Systems设计了一款数据处理主板，能够接收数码相机、高端GPS设备以及惯性传感器输入的信号，然后再将来自这些系统的数据整合，使得相机图像可以使用位置数据进行编码。这些相机随后由GPS公司Topcon Positioning Systems生产，并卖给了谷歌。“一年半时间内，谷歌是我们的唯一客户。”马尤斯亚克称。 510 Systems最终也开始使用激光雷达技术。激光雷达是雷达的激光版本，使用激光来测量到附近物体的距离，一般使用光束以三维模式扫描周围物体。510 Systems开创了使用激光进行移动地图绘制的先河，该公司系统被全球最大数字制图公司所采用。 原型车 尽管地图绘制和音乐视频影像使得510 Systems工程师变得忙碌，但他们仍有一种事业不圆满的感觉。“机器人项目总是停留在我们的脑海里，”马尤斯亚克称，“我们想做一个更好的机器人摩托车：全尺寸、满速度，做到挑战赛中所要求的一切。”所以，当探索频道在2008年初联系到莱万多夫斯基，要他为一个名为“这就是原型品”(Prototype This!)的节目做一个自动驾驶披萨外卖车时，莱万多夫斯基立马答应下来。 移动地图领域的所有经验完全适合机器人汽车的打造，这使得510 Systems可以快速做出一辆自动驾驶披萨外卖车。“尽管这是一项副业，但是我们所拥有的技术基本上给予了我们打造自动驾驶汽车所需要的一切数据。”一位前510 Systems员工称。 比如，软件工程师杰克·迪斯达勒(Jack Tisdale)就已经为高精准测量编写过一个GSP过滤器，将GPS与动态传感器数据绑定在一起后，定位精度可达到厘米级。他们剩下要做的就是为他们所选的车型--2008款丰田普锐斯(车辆识别码为JTDKB20U987806293)--开发一个控制系统。 “由于这辆车中一切都是电子控制的，所以你可以做一个类似于‘中间人攻击’的入侵。我们先弄明白信号的功能，然后再欺骗它从而实现我们想要的功能。”马尤斯亚克称。 仅用了几周时间，这个名为“Pribot”的自动驾驶汽车就已准备就绪。它的行驶路线是从旧金山的滨水区，路过港湾大桥，到提前精心计划好的金银岛。莱万多夫斯基利用一辆配备激光雷达的汽车提前为这25分钟的车程测绘，就像谷歌如今在其加州山景城总部所在地所做的一样。 这些3D地图存储在Pribot车中，将使用其厘米级精确定位和汽车自主控制系统配合，为大约8公里的行驶提供导航。尽管车顶上安置的激光雷达能够为Pribot提供基本的避免碰撞能力，但是该车仍旧无法预测行人和路上其它车辆的行为。所以，为了便于探索频道拍摄，整个路线被清空，一队警车和摩托车从开始到结束一路护送Pribot。Pribot从旧金山出发，完美穿过港湾大桥，然后以真正披萨外卖车的形式擦到了一个位于密封出口斜坡的墙上。 与谷歌合作 莱万多夫斯基证明，自动驾驶汽车不但安全，还可以在预算吃紧的情况下实现。可以想象一下，在谷歌这样拥有丰富资源的公司中，自动驾驶汽车还能取得何种成就。几个月内，谷歌联合创始人拉里·佩奇(Larry Page)和希尔盖·布林(Sergey Brin)给了特龙和莱万多夫斯基一张空白支票，让他们组建谷歌的自动驾驶汽车项目。特龙和莱万多夫斯基首先找的就是510 Systems。 “从那时起，我们开始与谷歌展开大量合作，”马尤斯亚克称，“我们几乎承担了他们的所有硬件整合任务，谷歌只是开发软件。我们拿到汽车，然后开发控制器，他们再从这里拿走。”几年之后，在完成了5辆普锐斯自动驾驶汽车组装后，不可避免的事情发生了：谷歌提出收购510 Systems。大约40名510 Systems员工聚集在一个会议室内，决定他们的未来。 “我坚决相信，510 Systems能够上市，”马尤斯亚克称，“同意独立发展和被谷歌收购的比例大约在50%对50%。” 谷歌收购 谷歌的穷追不舍最终取得了成效。2011年10月，510 Systems悄然加盟谷歌，成为谷歌神秘部门Google X“moon shot”的关键组成部分。后的Pribot整合了谷歌的强大软件，也一并被谷歌收购。2012年夏天，普锐斯被换成了新款SUV。 谷歌对于510 Systems的神秘收购可能从宣传角度最容易理解。2010年，《纽约时报》记者约翰·马科夫(John Markoff)发现了谷歌自动驾驶汽车项目的存在。谷歌当时让他体验了一次510 Systems的普锐斯，并告诉他这个项目是斯坦福人工智能实验室主任、DARPA挑战赛冠军特龙所开发的产品。 谷歌可能认为，相比企业家莱万多夫斯基，知名获奖教授特龙是一位更可信的领导者。也可能是，谷歌希望规避一个尴尬的问题--他们秘密在公路上测试的机器人汽车实际是出自一家伯克利创业公司。不管怎么样，在谷歌收购510 Systems后很长时间内，谷歌自动驾驶汽车的创造神话中都巧妙地省去了510 Systems的名字。 多数510 Systems员工，包括三位联合创始人--莱万多夫斯基、舒尔茨以及德鲁兹，仍旧在谷歌开发自动驾驶汽车。莱万多夫斯基仍旧担任整个产品的负责人，舒尔茨负责嵌入式系统和电子学，德鲁兹管理10名工程师。马尤斯亚克最终在1月份离开谷歌，加盟了创业公司Blue River Technology，该公司致力于将机器人引入农业生产中。 最早的机器人汽车Pribot目前仍在Google X车间游逛。“它很可能最终会进入博物馆。”马尤斯亚克说。如果Pribot真的进入博物馆，那么下方标签上应该写着：“最早由510 Systems在伯克利开发”。