‘The next frontier in robotics’
Zoox首席软件工程师Olivier Toupet谈公司的自动驾驶出租车技术
Olivier Toupet将其职业生涯奉献给了让不可能成为可能的事业——在地球和太空中。“我一直致力于研究未来技术，”这位某中心独立子公司Zoox的首席软件工程师说道，“正是这让我保持动力。”他的职业生涯无疑证明了这一点。
在2021年11月加入Zoox之前，Toupet在NASA喷气推进实验室工作了九年，主管机器人空中机动性小组。该小组“为无人飞行器开发新型机器人技术，并提供针对空中机器人独特挑战的机器人解决方案——专注于制导、导航和控制，以扩展自主性和机动性能力。”
向上的轨迹
对Toupet来说，一份涉及空中机器人的工作非常适合一个在成长过程中对飞行着迷的孩子。Toupet在法国南部出生长大，他对于航空的热情因家庭频繁旅行而被点燃。“我母亲曾为一家法国航空公司工作，所以我们经常乘飞机，”Toupet回忆道。“我记得我父亲教我认识机场里所有飞机的名字，那时我就想长大后成为一名飞行员。”
他曾在图卢兹著名的法国航空航天学院学习，之后移居美国，在麻省理工学院攻读航空航天学硕士学位。在那里，他得以追求从事尖端飞机研究的梦想。波音幻影工厂资助了他的研究生研究，课题是无人直升机的自主路径规划和决策。
2006年毕业后，他花了十个月时间研究一些最早的直升机特技无人机。随后，他转入Aurora Flight Sciences和Zee.Aero担任高级工程师职位，为非常规的电动垂直起降飞机开发人工智能。或者，用他的话说，就是飞行汽车。
“eVTOLs更接近我现在在Zoox从事的工作，”拥有私人飞行员执照的Toupet解释道。“然而，飞行确实有其自身的一系列挑战，包括FAA法规，但空中环境比在繁忙的城市中驾驶更空旷、更可预测。与火星环境的对比则更加鲜明，那里除了以0.1英里每小时速度移动的漫游车外，其他东西都不动，这使得路径规划执行起来容易得多。”
从飞行汽车到驾驶漫游车
Toupet于2013年加入JPL，在那里他为火星漫游车开发了新技术，包括好奇号的牵引力控制和毅力号的自驾功能。他因此获得了两次NASA荣誉奖章：2017年的卓越工程成就奖章和2022年的卓越技术成就奖章。
在JPL任职期间，Toupet驾驶了三辆火星漫游车——机遇号、好奇号和毅力号——并操控了独创号直升机。“这真是一次独特而奇妙的经历，”他回忆道。“涉及大量的专业培训——获得移动性和机械臂操作的双重认证需要一年多的时间。我喜欢学习航天器的工作原理以及如何使用飞行软件来控制它。”
作为火星漫游车操作团队的一员，他还学会了处理负责一项价值数十亿美元的国家太空资产安全所带来的压力。“我们经常需要迅速做出关键决策，以确保在漫游车与轨道器视线对齐的有限通信窗口内，有可靠的命令发送给它，”他补充道。
他在JPL的时间分配在技术开发和机器人操作之间。这种方法使他能够亲眼看到自己工作的实际影响，并更好地理解操作背景以及需要进一步研究的空白领域。“当然，探索人类从未见过的火星区域是极其酷的，”他补充道。“但我记得最享受的是与我有幸合作的来自不同背景的出色伙伴们，以及我们分享的伟大情谊。”
渴望迎接新挑战
渴求迎接下一个挑战的Toupet，在2021年追求了他在Zoox看到的千载难逢的角色。
“还没有人能够制造出能够在繁忙城市的丰富多变环境中完全自主驾驶的车辆，”Toupet说。“对我来说，这是机器人学的新前沿，不仅因为它在机器人软件堆栈的每个层面——感知、规划、预测、控制——都极具挑战性，而且因为我相信这项技术在几年内是可以实现的。自动驾驶汽车行业是一个极具创新性和蓬勃发展的领域，在不久的将来对社会产生巨大影响的潜力巨大。这就是为什么我认为对于机器人工程师来说，这是最令人兴奋的地方。”
让机器人技术创造更美好的世界
如今，作为首席软件工程师，Toupet正在开发尖端的人工智能算法，使自动驾驶的Zoox车辆能够理解周围环境并做出决策，并优化轨迹以安全舒适地到达目的地。
Zoox车辆采用了先进的感知系统，可以检测和识别汽车、行人、骑自行车者以及其他可能影响车辆路径的移动元素。挑战不仅在于发现这些元素，还在于预测它们未来的运动。
“在某种程度上，这与我之前在JPL从事的工作类似，当时我为毅力号火星漫游车开发了路径规划器，但对于在密集、丰富且动态的城市环境中快速移动的自动驾驶汽车来说，问题要更具挑战性得多，”Toupet说。“我们正在使用机器学习——具体来说是自监督学习和强化学习——来更好地根据过去收集的数据预测周围车辆的意图，并改进我们车辆可以采取的潜在行动。”
Toupet的团队正在积极测试他们的算法，通过乘坐Zoox车辆亲身体验其行为。他们还在使用虚拟仿真对技术进行压力测试，在云端并行运行许多实例，以驱动比原本可能实现的里程数多得多的里程，并测试在现实世界中很少发生的边缘情况。
“Zoox汇集了所有领域的精华，”Toupet总结道。“在Zoox，我与业内一些最有才华的机器人专家协作，共同设计、实施和测试运行在尖端硬件上的最先进的人工智能算法。这些算法将通过使公共交通对每个人来说更安全、更环保、更愉悦，在近期对社会产生重大影响。”
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