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人工智能进入航空领域：从协助飞行员做起

时间:2019-11-29 作者: 来源:中国机器人网

自主飞行，是世界航空技术研发的前沿概念之一，先进的飞行控制技术和人工智能技术，让很多水陆空的平台实现了自主运行、自主探测和自主决策。而在直升机领域，多家公司已经进行了大量的实践探索，对此本刊采访了柯林斯宇航中国区副总裁何伟昌先生，探讨了人工智能和自主飞控系统在直升机领域的柯林斯宇航中国区副总裁何伟昌先生。　　这样，直升机就可以认为是具备了一定的“自主飞行能力”，直升机可以“自主地”完成基本的飞行操作，同时向飞行员报告当前的状态，使得飞行员能够专心处理更多其他的问题，不在“操作直升机飞到某处或防止坠毁”上面投入过多的精力，大大减轻飞行员的负担。　　人工智能的问题和挑战 　　当然，这样的人工智能技术要实现是十分不容易的，何伟昌先生认为，人工智能系统要绝对安全可靠地达到上面的要求还有很长的路要走，并且存在着诸多挑战。　　首先对于直升机飞行员来说，虽然应用人工智能的“自主飞行”技术可以减轻负担，但很难确定“到底可以减少多大比例”的负担，很难对此进行量化。而难以量化的结果，就是难以确定计算机的自主飞行控制要对飞行员的操作介入到什么程度，从而难以确定这种自主飞控程序的复杂程度，就很难决定要进行多少投资、可以得到什么回报。　　其次，采用自主飞行系统以后，虽然飞行员的负担减轻，但也存在着飞行员技术水平降低的风险，因为很多操作由计算机替代飞行员做了。而在发生故障和某些极限飞行条件下，飞行员处理特情的要求并没有降低，这就可能使新的飞行员无力应对这些特情，从而在另一个方面带来了不安全的影响。　　另外，由于系统更加复杂，对飞行员的培训和技术能力水平要求也更高。最后，也是最重要的一点，是人工智能现在还无法进行解释，也无法得到可证明的确定性的结论，因此这对于航空领域中的“安全关键系统”而言是不可接受的，也就无法得到人类的信任。

可将有人驾驶直升机转换为无人自主驾驶模式的改装套件，套件中包括激光雷达等传感器系统。　　人们已经进行大量工作 　　因此，目前应用人工智能技术的“自主飞行”系统要想应用在直升机上面，当务之急是需要实现人工智能系统的确定性。柯林斯宇航作为一家航电系统的制造商，也在这一领域进行积极的工作。例如柯林斯宇航与西科斯基公司共同开发了一种新的电传飞控技术改造解决方案，该方案可用于直升机或固定翼飞机从而为自主飞行打下基础。目前，该技术已应用于西科斯基一架UH-60A“黑鹰”直升机的改装，作为西科斯基的直升机“可选驾驶模式”（OPV）系统项目的技术基础。该项目是DARPA“ 采用UH-60A改装的OPV“黑鹰”。　　新的电传系统具有三余度，并用由增强型飞控计算机控制的机电作动器代替了传统的连杆和齿轮的机械传动系统。柯林斯宇航与西科斯基合作设计了这种纯电磁耦合的“无干涉”系统，从而无需齿轮、滚珠丝杠或离合器来实现机械操纵。　　这也是这种传动系统首次用于对安全性要求极高的航空系统应用中。这种电传操纵的革命性设计使通常位于飞控计算机内的许多控制逻辑，现在可以在外部驻留在其自己的控制模块或作动器本身当中，进一步简化了系统架构并提高了可靠性。更重要的是，这种设计无需更改直升机原有的液压系统即可安装，从而无需对液压系统进行重新认证，提供了更实惠的改进选择。　　柯林斯宇航表示，这种新型的电传操纵系统改造方案和该公司即将推出的新型飞行管理计算机（VMC）将有助于实现飞行器的自主控制，为军用和民用的自主飞行系统提供打下基础。　　当然，上述案例表明，在直升机自主飞控领域的现阶段工作都是比较基础的，解决一些基础问题，并非直接奔向“以人工智能取代飞行员”的主题。而未来的工作还是要将是要人工智能系统的确定性提升，在这方面很多专家提出过各种想法，例如受控学习等，也可以采用人工建模和机器学习相结合的手段，将机器学习中不确定的结果过滤掉，从而提高了系统的确定性，也使系统中的人工智能算法变的可解释。

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