從感知到預判:世界模型助力自動駕駛突破瓶頸
當Waymo的無人車在舊金山街頭日均完成1.4萬單接送任務時,司機們卻調(diào)侃它“有點楞”。它能精準停在紅燈前,卻讀不懂外賣小哥突然變道的意圖;能在暴雨中識別車道線,卻猜不透前車雙閃背后的緊急狀況。自動駕駛技術看似接近實用,卻始終隔著一層“常識”的窗戶紙。這背后是AI模型從“看見”到“理解”再到“想象”的進化之路,而世界模型(World Model)的出現(xiàn),正讓自動駕駛朝著“老司機”的直覺思維加速邁進。
從“模塊化流水線”到“認知閉環(huán)”
當前量產(chǎn)自動駕駛系統(tǒng)的主流架構(gòu),如同一條精密運轉(zhuǎn)的“模塊化流水線”。攝像頭與激光雷達將現(xiàn)實世界拆解成3D點云和2D語義標簽,預測模塊基于歷史軌跡推算目標下一步動作,最后由規(guī)劃器計算出方向盤轉(zhuǎn)角與油門力度。這種“感知 - 預測 - 規(guī)劃”的割裂設計,就像給機器裝上了高精度的眼睛和手腳,卻沒賦予它思考的大腦。
在復雜交通場景中,這套系統(tǒng)的短板盡顯。當紙箱被狂風卷起時,它無法預判落點;當小孩在路邊追逐皮球時,它難以想象沖出斑馬線的可能性。問題的關鍵在于,機器缺乏人類大腦那種“有限觀測→完整建模→未來推演”的認知能力。人類司機看到積水路面會自動減速,是基于“水膜會降低摩擦系數(shù)”的物理常識,而這正是當前AI欠缺的對世界運行規(guī)律的內(nèi)在理解能力。
世界模型的突破性在于,它構(gòu)建了一個可動態(tài)推演的“數(shù)字孿生大腦”。與傳統(tǒng)模型不同,它能在內(nèi)部模擬出一個微型世界,輸入當前路況和假設動作,就能生成未來3 - 5秒的視覺流、激光點云變化,甚至輪胎與地面的摩擦系數(shù)波動。這種“在腦海里預演”的能力,讓機器首次擁有了類似人類的“預判直覺”。例如蘑菇車聯(lián)推出的MogoMind大模型,作為首個物理世界認知AI模型,已在國內(nèi)多個城市的智能網(wǎng)聯(lián)項目中展現(xiàn)出這種特性,通過實時全局感知交通流變化,提前3秒預判路口沖突風險,使通行效率提升35%。
AI模型的進化樹
純視覺模型:暴力擬合的“原始直覺”
2016年NVIDIA Dave - 2的出現(xiàn),開啟了純視覺自動駕駛的時代。這個用CNN將攝像頭像素直接映射成方向盤角度的模型,如同剛學會走路的嬰兒,通過百萬級駕駛片段的“肌肉記憶”來模仿人類操作。它結(jié)構(gòu)簡單,僅需攝像頭和低成本芯片,但致命缺陷是“見過即會,沒見過就懵”。遇到訓練數(shù)據(jù)外的場景,如側(cè)翻的卡車、逆行的摩托車時,系統(tǒng)就會失效,因此始終停留在“條件反射”階段。
多模態(tài)融合:增強感知的“廣角鏡頭”
2019年后,BEV(鳥瞰圖)技術受到行業(yè)青睞。激光雷達點云、毫米波雷達信號、高精地圖數(shù)據(jù)被統(tǒng)一投射到俯視圖上,再通過Transformer進行跨模態(tài)融合。該技術解決了“攝像頭視角盲區(qū)”的問題,能精確計算出目標的空間位置。但它本質(zhì)上只是“感知增強”,而非“認知升級”,就像給機器裝上360度無死角監(jiān)控攝像頭,卻沒教會它思考行人行為背后的可能性。
視覺 - 語言模型:會“說話”的感知器
GPT - 4V、LLaVA - 1.5等視覺 - 語言大模型(VLM)的崛起,讓AI能“看圖說話”??吹角败嚰眲x,它能解釋原因;識別到道路施工,會給出繞行建議。但在自動駕駛場景中,它存在局限。語言作為中間載體,會丟失物理細節(jié),且其推理基于文本相關性,而非物理規(guī)律,難以應對極端場景。
視覺 - 語言 - 動作模型:從“說”到“做”的跨越
2024年登場的VLA(視覺 - 語言 - 動作模型)邁出關鍵一步。NVIDIA VIMA和Google RT - 2能將語言指令轉(zhuǎn)化為機械臂動作,在駕駛場景中可根據(jù)視覺輸入和語音導航生成轉(zhuǎn)向動作。但它依賴互聯(lián)網(wǎng)級別的圖文 - 視頻數(shù)據(jù),缺乏對物理世界的微分理解,在面對特殊場景時,只能依賴經(jīng)驗遷移,容易失效。
世界模型:會“想象”的數(shù)字大腦
世界模型與其他模型的本質(zhì)區(qū)別在于,它實現(xiàn)了“預測 - 決策”的閉環(huán)推演。其核心架構(gòu)V - M - C(Vision - Memory - Controller)形成了類似人類大腦的認知鏈條:Vision模塊提取關鍵特征,Memory模塊存儲歷史信息并預測下一幀潛碼分布,Controller模塊基于特征和記憶狀態(tài)生成動作。
其“夢境訓練”機制很精妙。V和M模塊訓練完成后,可脫離實車在云端高速推演,積累極端場景經(jīng)驗,遇到類似情況時能做出最優(yōu)決策。
給世界模型裝上“牛頓定律引擎”
世界模型要勝任自動駕駛,需解決讓“想象”符合物理規(guī)律的問題。英偉達的“物理AI”概念為其注入“牛頓定律引擎”。
神經(jīng)PDE混合架構(gòu)通過傅里葉神經(jīng)算子近似流體力學方程,能計算物理現(xiàn)象,降低“積水路面剎車距離”的預測誤差。物理一致性損失函數(shù)像嚴格的老師,懲罰違反物理定律的“幻想”,讓模型遵守物理法則。多粒度Token物理引擎將世界拆解為不同物理屬性的token,精細化建模提升預測精度。這些技術賦予自動駕駛“反事實推理”能力,蘑菇車聯(lián)的MogoMind已有實際應用。
世界模型的落地三級跳
世界模型從理論走向量產(chǎn),需跨越“數(shù)據(jù)、算力、安全”三座大山,行業(yè)沿“離線增強 - 在線學習 - 端到端控制”路徑推進。
2024年下半年的“離線數(shù)據(jù)增廣”階段已顯實用價值,國內(nèi)頭部車企用世界模型生成極端場景視頻訓練感知系統(tǒng),降低誤報率。2025年的“閉環(huán)影子模式”階段,輕量級Memory模型嵌入量產(chǎn)車,通過眾包學習積累經(jīng)驗,蘑菇車聯(lián)的全息數(shù)字孿生路口提供真實數(shù)據(jù)。2026 - 2027年的“端到端物理VLA”階段將實現(xiàn)質(zhì)的飛躍,車端算力和算法延遲滿足要求時,V - M - C全鏈路接管駕駛決策,英偉達Thor芯片做好硬件準備。
世界模型的“成長煩惱”
世界模型發(fā)展面臨“數(shù)據(jù)饑渴”“算力黑洞”“安全倫理”等挑戰(zhàn)。數(shù)據(jù)瓶頸方面,訓練數(shù)據(jù)被巨頭掌握,開源社區(qū)提供數(shù)據(jù)集。算力成本高,技術創(chuàng)新降低需求。安全可解釋性采用“保守策略 + 人機共駕”。倫理邊界用“數(shù)字孿生沙盒”確保道德底線。
世界模型重構(gòu)智能的定義
自動駕駛只是世界模型的首個應用領域,其影響將輻射到多個領域。在家庭服務和工業(yè)生產(chǎn)中,搭載世界模型的系統(tǒng)能預判風險,避免事故,使AI從“工具執(zhí)行者”進化為“場景理解者”。
更重要的是,世界模型重構(gòu)了“智能”的定義。AI從“識別”“關聯(lián)”到“想象”,沿著人類認知進化路徑突破,改寫智能邊界?;蛟S未來某天,我們會意識到世界模型帶來的是一場關于“機器如何理解世界”的認知革命。
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