人們夢(mèng)寐以求的這些交通工具發(fā)展現(xiàn)狀究竟如何呢？

近年來(lái)有關(guān)飛行汽車、超級(jí)高鐵、噴氣背包、無(wú)人駕駛汽車等新型交通工具的報(bào)道一直不絕于耳，但目前這些領(lǐng)域的產(chǎn)品似乎都還算不上真正切實(shí)可行。說(shuō)好的移動(dòng)出行未來(lái)在哪里呢？人們夢(mèng)寐以求的這些交通工具發(fā)展現(xiàn)狀究竟如何呢？

噴氣背包和飛行汽車似乎更多地出現(xiàn)在科幻小說(shuō)里，而不是出現(xiàn)在你家的車庫(kù)里。1924年，《大眾科學(xué)》（PopSci）雜志預(yù)測(cè)，空中汽車20年后就能實(shí)現(xiàn)，但這種似乎有些過(guò)頭的樂(lè)觀并非毫無(wú)理由：一個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，發(fā)明家們一直在一步步地向革命性的交通工具邁進(jìn)。超級(jí)高鐵（Hyperloop）的歷史可以追溯到19世紀(jì)70年代。巡航控制系統(tǒng)在20世紀(jì)50年代首次亮相。第一個(gè)空中汽車原型在同一個(gè)十年中啟航。1960年代，貝爾實(shí)驗(yàn)室(Bell Labs)推出了噴氣動(dòng)力背包的原型。這些未來(lái)主義通勤方式仍在吊著大眾市場(chǎng)的胃口：安全嗎？可靠嗎？便宜嗎？以下是對(duì)人們的移動(dòng)出行夢(mèng)想的一個(gè)現(xiàn)實(shí)評(píng)估。

01

飛行汽車

什么時(shí)候會(huì)實(shí)現(xiàn)：20年后

有什么發(fā)展障礙？

飛行汽車的意義在于便利性：能夠騰空而起，避開(kāi)地面上擁堵不堪的交通。這意味著飛行汽車的推進(jìn)技術(shù)必須要足夠強(qiáng)大：既能飛起來(lái)，又足夠地安全、安靜、靈活，能在郊區(qū)的車道上著陸。

雖然初創(chuàng)公司們紛紛開(kāi)發(fā)出了聰明的飛行方案，但目前還沒(méi)有一家公司能夠在汽車行駛模式和飛機(jī)飛行模式之間取得良好的平衡。硅谷公司Opener有一款單座飛機(jī)，使用八個(gè)旋翼垂直起飛，但這款精巧的飛機(jī)并沒(méi)有配備輪子，這意味著它更像是一架私人直升飛機(jī)，而不是一輛隨時(shí)可以上路行駛的汽車。波士頓初創(chuàng)公司Terrafugia推出了可折疊機(jī)翼的雙座汽車Transition。展開(kāi)機(jī)翼以后，它可以在9000英尺的高空飛行400英里。但該產(chǎn)品存在一個(gè)問(wèn)題：有跑道才能起飛。

即便這些公司能夠有效融合各項(xiàng)技術(shù)，它們的飛行汽車項(xiàng)目也會(huì)因?yàn)榉蔽目d節(jié)和監(jiān)管問(wèn)題而停滯不前。飛行汽車必須要先獲得美國(guó)國(guó)家公路交通安全管理局(NHTSA)和聯(lián)邦航空管理局(FAA)的放行。垂直飛行協(xié)會(huì)工程聯(lián)盟的邁克爾·赫施伯格（Michael Hirschberg）指出，該類汽車要獲得批準(zhǔn)，至少還需要10年時(shí)間。Terrafugia是目前最接近完成審批流程的一家公司，Opener則僅在加拿大獲得許可。

概念和原型

我們可能還沒(méi)有面向大眾市場(chǎng)的飛行汽車，但這方面的研究已經(jīng)持續(xù)進(jìn)行了幾十年了。

1949年：盡管莫爾頓·泰勒(Moulton Taylor)的Aerocar飛行汽車獲得了美國(guó)聯(lián)邦航空局的前身的認(rèn)證，但它從未正式投入生產(chǎn)。原因不難理解：在飛行前，駕駛員必須要安裝一個(gè)螺旋槳和15英尺長(zhǎng)的機(jī)翼。

2000年：保羅·莫勒（Paul Moller）的M400 Skycar空中飛車登上了2000年3月期《大眾科學(xué)》雜志的封面。這架單座飛機(jī)依靠四個(gè)風(fēng)扇的力量飛行，可以“直接從你家后院起飛”，但它還沒(méi)有真正量產(chǎn)。

2018年：Uber Air多旋翼飛行器實(shí)現(xiàn)垂直起降。該打車服務(wù)巨頭的目標(biāo)是2020年在洛杉磯和達(dá)拉斯部署空中出租車車隊(duì)，但這些車輛將只能在城市的特定區(qū)域起飛。

有發(fā)展前景的技術(shù)

1.更好的電池

飛行汽車需要由電力驅(qū)動(dòng)，以免引擎噪音影響到郊區(qū)居民。但是時(shí)下最好的電池——比如Terrafugia公司使用的磷酸鋰離子電池——只有燃料能量密度的2%。大多數(shù)初創(chuàng)公司會(huì)選擇配置更多的電池組，但這就給那些需要在空中盤旋的交通工具增加了負(fù)重。在這方面，可給空中轎車帶來(lái)飛躍的將是固態(tài)電池技術(shù)。固態(tài)電池可以承受更高的溫度，而更熱的電池可以攜帶更多的能量。問(wèn)題在于，還沒(méi)有人能制造出一種可以蓄電的固態(tài)電池。

2.更強(qiáng)的性能

對(duì)于飛行汽車而言，垂直起飛毫無(wú)疑問(wèn)是最好的一種起飛解決方案。然而，使用一個(gè)電動(dòng)機(jī)或發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)升起底盤以及乘客將會(huì)消耗不少能源。對(duì)于旗下即將推出的Nexus混合動(dòng)力飛機(jī)，貝爾飛行體系公司(Bell Aerosystems)借用了無(wú)人機(jī)中普及的一種高效起飛方案：四旋翼。在整個(gè)裝置結(jié)構(gòu)中，多個(gè)支撐部件共同承擔(dān)負(fù)載并幫助穩(wěn)定飛船。Uber計(jì)劃中的空中出租車也將以同樣的方式起飛，然后利用固定的機(jī)翼飛行。

02

超級(jí)高鐵

什么時(shí)候會(huì)實(shí)現(xiàn)：20年后

有什么發(fā)展障礙？

在地下氣動(dòng)管道，超級(jí)高鐵列車可以聲速沿著磁性軌道飛奔?；蛘呔拖?a href="http://wenjunhu.com/tags/特斯拉/" target="_blank">特斯拉CEO埃隆·馬斯克(Elon Musk)在2013年發(fā)布推文首次提到這一概念時(shí)所說(shuō)的那樣：“Concorde協(xié)和式飛機(jī)和軌道炮的混合體?！?/p>

馬斯克預(yù)計(jì)，如果有幾個(gè)團(tuán)隊(duì)同時(shí)展開(kāi)這種項(xiàng)目，他的雄心勃勃的想法會(huì)更有機(jī)會(huì)實(shí)現(xiàn)，因此他將該項(xiàng)目開(kāi)源了。同樣有助益的是：所需硬件的各種版本已經(jīng)出爐了。電動(dòng)馬達(dá)將把車艙送入鋁制軌道，磁鐵將提供懸浮，而傳統(tǒng)真空泵將把所有空氣從超級(jí)高鐵管道中吸出，從而創(chuàng)造出近乎無(wú)摩擦的行進(jìn)環(huán)境。

該類項(xiàng)目面臨的最大的物理挑戰(zhàn)是挖掘隧道，不過(guò)這種困難更多的是經(jīng)濟(jì)上的，而不是技術(shù)上的。馬斯克為該繁重的項(xiàng)目而專門成立的公司Boring Company給出的報(bào)價(jià)是每英里（約合1.61公里）隧道10億美元，但這可能只是一個(gè)保守的數(shù)字：想想紐約市修建第二大道地鐵線每英里要耗資25億美元。

超級(jí)高鐵項(xiàng)目開(kāi)局也并不順利。面對(duì)與當(dāng)?shù)鼐用竦姆杉m紛，Boring Company選擇放棄在洛杉磯西部的興建計(jì)劃。然而，一些公司仍持樂(lè)觀態(tài)度。今年，Hyperloop Transportation Technologies公司將在中國(guó)和阿聯(lián)酋破土動(dòng)工，首席執(zhí)行官德克·阿伯恩（Dirk Ahlborn）已經(jīng)在談?wù)搯⒂脮r(shí)間。這份熱情固然是好的，但我們目前還沒(méi)有看到太多的試運(yùn)行。

概念和原型

人類通過(guò)地下真空管道快速通勤出行的夢(mèng)想已有近150年之久。

1870年：發(fā)明家阿爾弗雷德·伊利·比奇（Alfred Ely Beach）憑借他的氣動(dòng)輸送技術(shù)獲得了一項(xiàng)專利，該技術(shù)的動(dòng)力來(lái)自埋在地下真空管道兩端的大風(fēng)扇。他在紐約市秘密建造了一條示范隧道。

1970年：Tracked-Hovercraft旨在把從倫敦到愛(ài)丁堡的行程縮短到90分鐘。振蕩的磁場(chǎng)可以讓這個(gè)交通概念以每小時(shí)100英里或以上的速度飛馳。不過(guò)該概念已經(jīng)被拋棄。

2010年：馬克斯·斯赫連杰（Max Schlienger）的Vectorr列車漂浮在磁懸浮軌道上，由真空泵的氣壓驅(qū)動(dòng)。在他位于加州納帕的葡萄園里，他有一個(gè)六分之一大的模型。

有發(fā)展前景的技術(shù)

1.巧妙的懸浮技術(shù)

超級(jí)高鐵將通過(guò)像Inductrack感應(yīng)軌道那樣的懸浮方案漂浮在軌道上方。這種配置不是依靠?jī)山M互斥的磁鐵來(lái)抬起艙體，而是以恰當(dāng)?shù)慕嵌仍诹熊嚨撞堪仓靡唤M互斥的磁鐵——一個(gè)叫做哈爾巴赫陣列的矩陣——并在軌道上放置線圈。在低速時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)讓艙體沿著軌道滑動(dòng)。在每小時(shí)45英里的速度下，艙體和線圈之間形成了一個(gè)電磁場(chǎng)，進(jìn)而抬高整個(gè)列車。

2.真正的泛合金

經(jīng)常以1馬赫的速度行駛會(huì)使得許多的材料出現(xiàn)彎曲或開(kāi)裂。因此，Hyper-loop Transportation Technologies公司使用一種名為“泛合金”（Vibranium）的專利復(fù)合材料來(lái)覆蓋其艙體。這種基于碳纖維的化合物不僅強(qiáng)度是鋼的10倍，而且重量只有鋼的五分之一。此外，整個(gè)艙體都配有傳感器，因而能夠隨時(shí)進(jìn)行結(jié)構(gòu)完整性檢查。

03

噴氣背包

什么時(shí)候會(huì)實(shí)現(xiàn)：10年后

有什么發(fā)展障礙？

1958年，《大眾科學(xué)》預(yù)言，人類“像鳥(niǎo)一樣飛翔的古老夢(mèng)想”可能要比我們想象的更近。不到30年，噴氣背包試飛員威廉·蘇托爾(William Suitor)就亮相于1984年洛杉磯奧運(yùn)會(huì)開(kāi)幕式，在上空盤旋。即便如此，《大眾科學(xué)》的預(yù)測(cè)還是有點(diǎn)言過(guò)其實(shí)：蘇托爾的輝煌時(shí)刻——其噴氣背包受困于效率低下和120磅重的重量——只持續(xù)了20秒。

自從蘇托爾完成那次特技表演以來(lái)，噴氣背包已經(jīng)慢慢地接近起飛了。他的模型使用加壓氧化氫作為燃料，而今天的火箭服則依靠效率更高的煤油或柴油飛行10至20分鐘。但是，現(xiàn)代工藝在其他問(wèn)題上只取得了微小的進(jìn)步。作為一種火箭，噴氣背包非常嘈雜；蘇托爾的腰帶發(fā)出130分貝的尖銳聲音，Jetpack Aviation目前的模型噪音也只是稍微低一點(diǎn)的120分貝。它們相當(dāng)?shù)爻林亍?015年，Jetpack Aviation首席執(zhí)行官大衛(wèi)·梅曼（David Mayman）用來(lái)繞著自由女神像轉(zhuǎn)了一圈的那個(gè)噴氣背包有85磅重——比早期的產(chǎn)品輕一些，但仍然大得驚人。而且，即使你的身體能夠承受那么大的負(fù)重，你也不一定能頂住成本壓力。該產(chǎn)品的入門級(jí)版本售價(jià)約25萬(wàn)美元。

概念和原型

讓噴氣背包飛離地面相對(duì)比較容易，把它們保持在高空則需要費(fèi)一番功夫。

1958年：美國(guó)陸軍委托猶他州化學(xué)公司Thiokol展開(kāi)Project Grasshopper項(xiàng)目，打造一個(gè)粗糙的火箭背包。該裝置借助五罐氮?dú)怙w行了一分鐘。

1961年：飛行員哈羅德·格雷厄姆（Harold Graham）身背Small Rocket Lift Device，飛到了112英尺的高空。該設(shè)備的氣罐儲(chǔ)存了由貝爾飛行系統(tǒng)公司研發(fā)的推進(jìn)劑。

2009年：Raymond Li的Jetlev-Flyer成為第一個(gè)進(jìn)入市場(chǎng)的水動(dòng)力背包。該產(chǎn)品的問(wèn)題是：該30磅重的裝備是通過(guò)軟管與一艘船拴在一起的，船上裝有一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)泵水產(chǎn)生推力。

有發(fā)展前景的技術(shù)

1.電傳操縱

有翼的裝置通過(guò)可調(diào)節(jié)的舌閥來(lái)操縱。過(guò)去，噴氣背包系統(tǒng)使用滑輪和電纜等機(jī)械硬件，但較新的“電傳操縱”技術(shù)用電動(dòng)開(kāi)關(guān)和發(fā)動(dòng)機(jī)取而代之。整個(gè)裝置因而變得更輕、更靈活，飛行員不再需要拉電纜來(lái)操縱。想往左飛行？轉(zhuǎn)動(dòng)控制桿或按一個(gè)按鈕即可。Martin Aircraft的噴氣背包正是使用了這種技術(shù)?！爱?dāng)我在空中盤旋時(shí)，我?guī)缀蹩梢酝耆岆p手離開(kāi)控制系統(tǒng)?！痹囷w員帕科·尤巴雷塔（Paco Uybarreta）說(shuō)道。

2.微型發(fā)動(dòng)機(jī)

推動(dòng)人類飛行超過(guò)20秒需要有某種比增壓燃料更好的燃料。渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)屬于微型的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)或柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，通過(guò)渦輪壓縮空氣來(lái)產(chǎn)生推力。它們的功率重量比有助于減輕背包重量。Jetpack Aviation公司的噴氣背包重20磅，可產(chǎn)生180磅的推力——足夠把發(fā)動(dòng)機(jī)、額外的燃料、飛行系統(tǒng)和飛行員送入空中。

04

無(wú)人駕駛汽車

什么時(shí)候會(huì)實(shí)現(xiàn)：10年

有什么發(fā)展障礙？

2018年初，無(wú)人駕駛汽車似乎已經(jīng)做好了上公路行駛的準(zhǔn)備。然而，一天晚上，Uber的一輛自動(dòng)駕駛汽車在亞利桑那州坦佩市撞死了一名女子。這一事件讓公眾甚感擔(dān)憂，也凸顯了這項(xiàng)技術(shù)的一大缺陷：它不能在任何環(huán)境下穩(wěn)定可靠地識(shí)別周圍的危險(xiǎn)。即使是不合時(shí)宜的強(qiáng)光，也會(huì)擾亂該類汽車的視覺(jué)。

全天候的自動(dòng)駕駛依賴于一整套技術(shù)的有效運(yùn)轉(zhuǎn)。GPS負(fù)責(zé)告訴汽車最佳行駛路線，傳感器——雷達(dá)、激光雷達(dá)和攝像頭——?jiǎng)t負(fù)責(zé)偵察周圍的障礙物。人工智能計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)處理來(lái)自各方的信息，以便快速做出決策：為一個(gè)行人猛踩剎車，又或者不管落下的樹(shù)葉如常行駛。

車輛必須要經(jīng)過(guò)數(shù)十萬(wàn)小時(shí)的訓(xùn)練才能了解任何條件下的任何一個(gè)危險(xiǎn)因素。汽車制造商可以通過(guò)讓原型車上路行駛，來(lái)更快速地完成訓(xùn)練。這就是Uber所采取的做法，但在2018年遭遇死亡事故之后，它叫停了無(wú)人駕駛汽車試行項(xiàng)目。今年的某個(gè)時(shí)候，該公司將在匹茲堡重新推出一款更為保守的新產(chǎn)品。它的汽車將只在白天天氣晴朗的時(shí)候行駛，時(shí)速也將低于25英里。在Uber重新啟動(dòng)它的項(xiàng)目之時(shí)，Alphabet旗下子公司W(wǎng)aymo有可能會(huì)成為這場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的勝利者：它正在25個(gè)城市進(jìn)行測(cè)試，并于去年12月在菲尼克斯推出了一項(xiàng)無(wú)人駕駛出租車服務(wù)。

不過(guò)，可駕馭任何環(huán)境的模型數(shù)十年后才會(huì)出現(xiàn)。密歇根大學(xué)自動(dòng)駕駛汽車測(cè)試主任Huei Peng表示：“無(wú)人駕駛汽車要做到在雨雪中以每小時(shí)65英里的速度行駛，還需要很長(zhǎng)的時(shí)間?！盬aymo的首席執(zhí)行官最近做出了一個(gè)更為悲觀的預(yù)測(cè)：這可能永遠(yuǎn)都不會(huì)發(fā)生。

概念和原型

自上世紀(jì)中葉以來(lái)，機(jī)器人就進(jìn)入了駕駛員教育領(lǐng)域，但它們還沒(méi)有準(zhǔn)備好進(jìn)入公共道路。

1958年：工程師們用從0級(jí)(完全人工控制)到5級(jí)(完全自動(dòng)駕駛)的六個(gè)等級(jí)來(lái)衡量汽車的自動(dòng)駕駛技術(shù)程度。第一步是讓你的腳離開(kāi)踏板：巡航控制系統(tǒng)在50年代末誕生，出現(xiàn)在克萊斯勒汽車上。

1989年：汽車的自動(dòng)化駕駛程度達(dá)到2級(jí)，意味著它們學(xué)會(huì)觀察世界和識(shí)別基本的危險(xiǎn)?？▋?nèi)基梅隆大學(xué)的ALVINN是一輛經(jīng)過(guò)改造的救護(hù)車，借助搭載的傳感器和電腦大腦，它能夠穿梭于校園。

2007年：達(dá)到3級(jí)及以上，意味著汽車必須要能夠在沒(méi)有太多外部幫助的情況下應(yīng)付行駛路線?？▋?nèi)基梅隆大學(xué)的Carnegie Mellon Boss熟悉掌握了一條55英里長(zhǎng)的路線，該路線充斥著各種交通信號(hào)以及其他的車輛。

有發(fā)展前景的技術(shù)

1.更便宜的傳感器

電子眼提供了道路的全貌，但高分辨率相機(jī)、雷達(dá)、激光雷達(dá)和其他傳感器的總成本(保守估計(jì))達(dá)到7.5萬(wàn)美元。光學(xué)工程師們正在為這些傳感器開(kāi)發(fā)更加便宜的版本。例如，Waymo聲稱自己只花了7500美元就制造了一臺(tái)置于車頂?shù)男D(zhuǎn)激光雷達(dá)。各家自動(dòng)駕駛汽車公司都在秘密進(jìn)行內(nèi)部開(kāi)發(fā)，實(shí)行嚴(yán)厲的保密政策。但是，隨著工程師們不斷地展開(kāi)研究，那些部件的成本勢(shì)必將進(jìn)一步下降。

2.移動(dòng)大腦

借助一種名為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的人工智能，無(wú)人駕駛汽車將傳感器數(shù)據(jù)解析為導(dǎo)航線索。這個(gè)類似大腦的系統(tǒng)必須要能夠識(shí)別在各種天氣光線條件下拍出的各種行人照片，然后在幾毫秒之內(nèi)作出轉(zhuǎn)彎、剎車或向前行駛的決策。自上世紀(jì)80年代以來(lái)，程序員們一直在訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)駕駛，但使用的是老式的、速度較慢的芯片。今天，部分得益于電子游戲領(lǐng)域的發(fā)展，圖形處理器已經(jīng)變得足夠快速，因而能夠瞬間讀取道路狀況。