圖片來源: Wayfinder 隨著航空公司的乘客們艱難地度過了一個(gè)經(jīng)歷航班瘋狂延誤和取消的夏天，航空公司正在努力應(yīng)對(duì)后新冠疫情大流行時(shí)代航空旅行需求的大規(guī)模增長，以及長期的飛行員短缺，與此同時(shí)也要優(yōu)先考慮安全問題。航空業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者空客公司正在下注，自主和人工智能驅(qū)動(dòng)的商業(yè)飛行功能可以彌補(bǔ)這一差距。 Wayfinder，空中客車公司硅谷創(chuàng)新中心Acubed的一個(gè)研究項(xiàng)目，正在為下一代飛機(jī)開發(fā)自主飛行和機(jī)器學(xué)習(xí)解決方案。其核心任務(wù)是建立一個(gè) “可擴(kuò)展的、可被認(rèn)證的自主系統(tǒng)，能夠?yàn)閱稳笋{駛飛機(jī)運(yùn)行中的一系列自主駕駛飛機(jī)應(yīng)用提供動(dòng)力”。 “業(yè)內(nèi)人士估計(jì)，在大約15到20年內(nèi)，乘客量將從新冠疫情之前的每年40億人次的水平增長到80億人次——比目前的世界人口還要多一點(diǎn)，”空中客車公司的Wayfinder項(xiàng)目主管阿爾內(nèi)-施托舍克(Arne Stoschek)告訴VentureBeat。“這是一個(gè)巨大的、大規(guī)模的擴(kuò)展性話題。” 他解釋說，這意味著將有更多的飛機(jī)飛行，有更多的航班需要管理，與此同時(shí)，空客和商業(yè)航空業(yè)需要牢記提高安全性——他們說這是首要任務(wù)。 自主功能提高空客飛機(jī)的安全性 施托舍克說，Wayfinder的近期目標(biāo)是開發(fā)自主功能，使飛機(jī)運(yùn)行更加安全——這可能包括支持飛行員更好地了解環(huán)境并做出正確的決定。目前還在圍繞單飛行員駕駛飛機(jī)運(yùn)行進(jìn)行討論，這意味著將機(jī)組人員從幾個(gè)飛行員減少到一個(gè)，這也意味著飛行員責(zé)任的變化。 “自主性本身不是一個(gè)目標(biāo)，”他說。“我們?cè)诩夹g(shù)框架內(nèi)考慮的主要目標(biāo)是運(yùn)行安全。” 他補(bǔ)充說，航空業(yè)的歷史是一個(gè)自動(dòng)化的連續(xù)體——目前這一代飛機(jī)已經(jīng)高度自動(dòng)化，“這些步驟中的每一步都顯著促進(jìn)了安全。而這就是下一個(gè)重大步驟。” 在飛行員短缺迫使航空公司減少航班數(shù)量和提高退休年齡的情況下，空客公司的自主飛行工作已經(jīng)在朝著單人駕駛的目標(biāo)前進(jìn)。2020年，Acubed公司在加利福尼亞開始試驗(yàn)飛行，以推進(jìn)自主技術(shù)，使下一個(gè)重新設(shè)計(jì)的窄體飛機(jī)能夠進(jìn)行單人駕駛運(yùn)行。 “我們當(dāng)然相信下一代單過道飛機(jī)將具有單人駕駛能力，”Acubed公司前高管馬克-庫贊（Mark Cousin）在2020年告訴FlightGlobal，他指出，任何單人駕駛的商用飛機(jī)都需要先進(jìn)的自主系統(tǒng)，能夠在飛行員喪失能力的情況下接管并且降落。 收集飛機(jī)數(shù)據(jù)是一個(gè)挑戰(zhàn) 施托舍克說，Wayfinder面臨的最大挑戰(zhàn)之一是處理飛機(jī)數(shù)據(jù)的復(fù)雜性。它需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行縮放，以反映所有類型的條件——包括起飛、降落、白天、夜間、暴風(fēng)雪和幾千個(gè)不同的機(jī)場(chǎng)。 “人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)必須承諾提供這種類型的穩(wěn)健性，所以關(guān)鍵是要有訓(xùn)練和測(cè)試數(shù)據(jù)，” 施托舍克說。 在自動(dòng)駕駛汽車中，通過人類駕駛員，或通過購買高質(zhì)量的加注釋的數(shù)據(jù)，這是很直接的。然而，對(duì)于大型商業(yè)飛機(jī)，情況就完全不同了。 他說：“為了以安全的方式運(yùn)行（飛機(jī)），你需要采取許多步驟。其中很多都是在打基礎(chǔ)，讓一切開始起來。我們花了很多時(shí)間收集相關(guān)數(shù)據(jù)，確定什么是相關(guān)數(shù)據(jù)，并在安全認(rèn)證方面處理數(shù)據(jù)。” 在一篇博文中，施托舍克這樣描述Wayfinder的目標(biāo)。“我們計(jì)劃觀察有經(jīng)驗(yàn)的飛行員每天所做的工作，然后大規(guī)模地匯總這些數(shù)據(jù)來訓(xùn)練我們的機(jī)器學(xué)習(xí)模型。一般說來，當(dāng)一個(gè)飛行員退休時(shí)，他們的經(jīng)驗(yàn)就會(huì)永遠(yuǎn)消失，但通過我們的模型，他們的貢獻(xiàn)將持續(xù)下去。我們從他們那里獲得的歷史數(shù)據(jù)將永遠(yuǎn)可以被我們的人工智能系統(tǒng)訪問，有助于他們不斷學(xué)習(xí)和改進(jìn)。通過這種方法，我們相信我們的人工智能系統(tǒng)最終可以與人類飛行員的能力相媲美，使城市交通的商業(yè)案例成為現(xiàn)實(shí)，并減輕已經(jīng)在業(yè)內(nèi)的飛行員的壓力。” 空中客車公司尋求自主解決方案的商業(yè)可行性 隨著Wayfinder繼續(xù)推進(jìn)其機(jī)器學(xué)習(xí)和自主軟件解決方案，施托舍克說其技術(shù)很可能在不遠(yuǎn)的將來就能實(shí)現(xiàn)商業(yè)上的可行性。 他解釋說，在2020年，Wayfinder曾有機(jī)會(huì)將其在空客技術(shù)示范機(jī)上開發(fā)的機(jī)器學(xué)習(xí)和自主技術(shù)用于自主出租車的搭乘和下車。 他說：“從那時(shí)起，我們一直專注于超越技術(shù)示范的下一步，并朝著商業(yè)上可行的解決方案邁進(jìn)，這包括可擴(kuò)展性和展示安全性等方面。這是一項(xiàng)大工程，需要幾十PB的全球數(shù)據(jù)，并包括飛機(jī)正在經(jīng)歷的所有方案和操作模式。” Wayfinder開發(fā)了創(chuàng)建數(shù)百萬次模擬運(yùn)行的流程和工具，不斷改進(jìn)和擴(kuò)大其數(shù)據(jù)，并針對(duì)許多場(chǎng)景測(cè)試其軟件，以便將該技術(shù)擴(kuò)展到空客飛機(jī)飛入的任何機(jī)場(chǎng)，以及飛機(jī)可能經(jīng)歷的所有狀況。 施托舍克補(bǔ)充說，最近的成就包括開發(fā)了一個(gè)新的框架，用于評(píng)估機(jī)器學(xué)習(xí)模型的安全性和健壯性，他預(yù)計(jì)這將大大改善認(rèn)證過程。他說，該框架得到了空客內(nèi)部和外部的支持。 “我們的檢測(cè)模型也達(dá)到了非常高的準(zhǔn)確度，同時(shí)比業(yè)界的標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)模型小一個(gè)數(shù)量級(jí)，而且速度快，”他說。“擁有緊湊和快速的檢測(cè)模型是產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)在機(jī)載計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的一個(gè)重要考慮因素。” 他解釋說，Wayfinder還在建立工具鏈，這將有助于快速將算法開發(fā)轉(zhuǎn)移到物理實(shí)驗(yàn)室的軟硬件實(shí)現(xiàn)，以及在實(shí)際飛機(jī)上的軟硬件實(shí)現(xiàn)。 他說：“重點(diǎn)是創(chuàng)建利用敏捷軟件開發(fā)的優(yōu)勢(shì)的流程，同時(shí)確保遵循我們行業(yè)規(guī)定的嚴(yán)格的開發(fā)和測(cè)試程序。” 從概念驗(yàn)證到產(chǎn)品就緒 施托舍克說，底線是，目標(biāo)是從概念證明，即Wayfinder顯示人工智能適用于幾次測(cè)試飛行，到達(dá)實(shí)現(xiàn)它真正的產(chǎn)品化。 “這意味著它適用于全球推廣。它與飛機(jī)系統(tǒng)一起工作。它是安全的。”他說：“它得到了監(jiān)管機(jī)構(gòu)的認(rèn)可，并被整合到一個(gè)產(chǎn)品中。一旦這些類型的核心技術(shù)得到解決，就會(huì)有一個(gè)全新的應(yīng)用世界和機(jī)會(huì)，你可以把它放在上面。技術(shù)的可用性只是改造行業(yè)的第一步。這就是我們追求的圣杯般的目標(biāo)。” |
