自動(dòng)駕駛和電動(dòng)汽車(chē)（EV）中的物理人工智能（PAI）涉及能夠感知環(huán)境、做出智能決策并實(shí)時(shí)執(zhí)行適當(dāng)行動(dòng)的系統(tǒng)，彌合數(shù)字智能與物理運(yùn)動(dòng)之間的差距。

PAI是自動(dòng)駕駛的，電動(dòng)汽車(chē)可用于多種功能。起初，它有助于提升電池管理和能源效率。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，預(yù)計(jì)它將使能力日益增強(qiáng)的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)成為可能。在所有情況下，它都可以分解為五個(gè)部分（見(jiàn)圖1）：

圖1。實(shí)施PAI包含五個(gè)組成部分。（圖片：艾瑞斯)

1. 傳感器用于提供環(huán)境信息。

2. 處理和理解傳感器數(shù)據(jù)。

3. 用這種理解來(lái)做決定。

4. 采取實(shí)際行動(dòng)來(lái)執(zhí)行這些決定。

5. 對(duì)結(jié)果的反饋，以促進(jìn)持續(xù)學(xué)習(xí)和改進(jìn)成果。

整合多個(gè)傳感器數(shù)據(jù)的傳感器融合至關(guān)重要。在電池管理方面，它可以結(jié)合溫度、振動(dòng)和充放電速率等信息;在自動(dòng)駕駛方面，它使用激光雷達(dá)、攝像頭、雷達(dá)和慣性運(yùn)動(dòng)等傳感器來(lái)優(yōu)化性能。

這使得邊緣計(jì)算變得重要，因?yàn)闆](méi)有時(shí)間將信息發(fā)送到云端，甚至一秒鐘等待回復(fù)。像TinyML這樣的機(jī)器學(xué)習(xí)算法可以在車(chē)輛上識(shí)別復(fù)雜模式并優(yōu)化未來(lái)決策。

電池管理與PAI

物理知情神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（PINN）將基礎(chǔ)物理定律整合進(jìn)基礎(chǔ)人工智能，創(chuàng)建更智能、更準(zhǔn)確的模型，更好地理解復(fù)雜的電池行為（老化、熱動(dòng)力學(xué)等），增加科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)性以改善電池管理，更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)續(xù)航里程，等等。但PINNs不會(huì)根據(jù)這些改進(jìn)的預(yù)測(cè)采取行動(dòng)，PAI會(huì)。

PAI能夠?qū)崿F(xiàn)自適應(yīng)控制，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化能源管理、優(yōu)化充電速率和通過(guò)動(dòng)態(tài)控制溫度、電壓和電流延長(zhǎng)壽命，防止性能劣化，提升續(xù)航里程和電池安全。

此外，PAI還可用于實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)交互行為，如協(xié)調(diào)充電費(fèi)率與電網(wǎng)需求、能源成本及預(yù)期駕駛時(shí)間表。這可以減少電網(wǎng)壓力和充電成本，進(jìn)一步提升電池的長(zhǎng)期健康水平。

PAI用于自主運(yùn)營(yíng)

DAI可用于導(dǎo)航和路徑優(yōu)化，以最大化電池壽命或最小化行進(jìn)時(shí)間。PAI創(chuàng)造了能夠直接與物理世界交互的自動(dòng)駕駛車(chē)輛，識(shí)別物理對(duì)象，理解空間關(guān)系和物理（重力、摩擦、慣性等），并執(zhí)行動(dòng)作。

PAI可以控制速度、加速、減速（制動(dòng)）和轉(zhuǎn)向。它可以適應(yīng)實(shí)時(shí)情況，如天氣變化、不同的路面，或意外障礙如拋錨車(chē)輛、交通堵塞、道路施工等。

自動(dòng)駕駛車(chē)輛中PAI的五個(gè)等級(jí)

PAI未被SAE J3016標(biāo)準(zhǔn)“地面車(chē)輛應(yīng)用人工智能用例”明確認(rèn)可。然而，根據(jù)SAE標(biāo)準(zhǔn)，PAI的使用可以設(shè)想如下（見(jiàn)圖2）：

• 0級(jí)——無(wú)自動(dòng)化——駕駛輔助中沒(méi)有PAI，駕駛員必須始終完全控制車(chē)輛。PAI可用于乘員舒適度及其他與自主作無(wú)關(guān)的功能。

• 一級(jí)——駕駛輔助——車(chē)輛PAI可以有限度地提供轉(zhuǎn)向或制動(dòng)輔助，但駕駛員仍需對(duì)大部分駕駛方面負(fù)責(zé)。

• 第二級(jí)——部分自動(dòng)化——車(chē)輛PAI在特定情況下提供更強(qiáng)的轉(zhuǎn)向、加速和制動(dòng)輔助，但駕駛員仍需隨時(shí)準(zhǔn)備接管控制。

• 三級(jí)——條件自動(dòng)化——車(chē)輛PAI可在有限情況下完全控制，通常不需要人工控制，但駕駛員必須準(zhǔn)備好在需要時(shí)接手，或系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)時(shí)。

• 4級(jí)——高度自動(dòng)化——車(chē)輛PAI在大多數(shù)情況下可以完全控制，包括交通堵塞，但駕駛員在需要時(shí)仍可選擇控制。

• 5級(jí)——全自動(dòng)化——PAI在所有情況下控制車(chē)輛。車(chē)輛不會(huì)配備方向盤(pán)、剎車(chē)和加速控制。

圖2。PAI能力的提升和應(yīng)用將是實(shí)現(xiàn)更高水平自動(dòng)駕駛的關(guān)鍵。（圖片來(lái)源：Inspirit AI)

摘要

PAI最初用于電動(dòng)車(chē)電池管理，可以提升續(xù)航里程并延長(zhǎng)電池壽命。它開(kāi)始在自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中得到應(yīng)用，并將成為實(shí)現(xiàn)未來(lái)實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)駕駛的關(guān)鍵。