陳少敏

人工智能是目前最吸引眼球的前沿科技，大多數(shù)人都相信它將改變世界，都相信科幻電影中那些酷炫的、無所不能的機器人將像人類一樣遍布全球，并且成為人類的朋友，或者是敵人。

其實，科幻小說及電影中描述的人工智能被稱為強人工智能（Artificial General Intelligence）。強人工智能是指在各方面都能和人類比肩的人工智能，人類能干的腦力活它都能干。電影《鋼鐵俠》中的賈維斯就是強人工智能的代表，作為鋼鐵俠的AI管家，賈維斯具有獨立思考的能力，會幫助鋼鐵俠處理各種事務，計算各種信息，鋼鐵俠的機甲開發(fā)及方舟反應爐的更新都離不開它的協(xié)助。

許多人錯誤地認為，只有強人工智能才是人工智能。其實，我們日常生活中已經每天都在使用人工智能了，只是沒有意識到而已。人工智能之父麥卡錫（John McCarthy）曾抱怨說：“一旦一樣東西用人工智能實現(xiàn)了，人們就不再叫它人工智能了。”因為這種效應，所以人工智能聽起來總讓人覺得是未來的神秘存在，而不是身邊已經存在的現(xiàn)實。

我們在日常生活中應用到的人工智能，通常被稱為弱人工智能（Artificial Narrow Intelligence）。弱人工智能擅長于某一單一領域，比如橫掃人類圍棋高手的AlphaGo便是弱人工智能的代表，如果你要跟它比試一下星際爭霸，那它就只能甘拜下風了。弱人工智能已經深入到我們生活中的方方面面：打開百度，搜索結果已經是經過人工智能優(yōu)化排序的；拿起手機，基于人工智能的faceID驗證了機主的身份；呼叫 Siri，人工智能識別出我們的語音，為我們設定鬧鐘、播放音樂等。

雖然目前的人工智能還屬于弱人工智能，但它的發(fā)展速度非?？?。隨著數(shù)據(jù)的不斷增加、算法的持續(xù)改進，人工智能已經逐漸改變了我們的生活。同樣，人工智能也在改變著航空業(yè)。

智能駕駛

20世紀以來，人工智能在深度學習、強化學習等研究的推動下，得到了跨越式發(fā)展。隨著AI技術在工業(yè)界的應用越來越廣泛，商用飛機的系統(tǒng)化、信息化程度越來越高，一部分AI技術也擴展到商用飛機領域。據(jù)預測，到2030年，智能飛機將是服務于未來客戶和市場需求的主要產品，將引領新一代商用飛機的技術升級。

智能駕駛技術是人工智能影響商用飛機發(fā)展的主要方向之一。近年來，一個由美國國防部高等研究計劃署（DARPA）和極光公司共同開展的機器人項目，在模擬機飛行測試中，證明依靠AI技術的機器人可以安全自如地操縱飛機。

測試在美國沃爾普國家交通系統(tǒng)中心的一臺波音737-800模擬器上進行。飛機駕駛艙的右側駕駛員席位被“座艙中機組工作自動化系統(tǒng)”（ALIAS）項目開發(fā)的機械臂和機器視覺系統(tǒng)取代。

極光公司之前已經在鉆石DA42、賽斯納“大篷車”和貝爾UH-1上測試了ALIAS的相關組件。在737模擬器上的測試中，飛行員通過圖形輸入板及語音指令與ALIAS進行交互，飛行員不但可以通過面板控制ALIAS，還可以通過語音指揮ALIAS，例如告知其改變高度或方向等。

該系統(tǒng)在編程過程中就已將737機型緊急情況處理規(guī)程編入其中，機械臂對飛機的操縱是通過操作機艙內現(xiàn)有的旋鈕、開關來完成的。機械臂的末端裝有攝像頭，用于確認其對飛機的操縱動作是否正確。

在模擬的飛行員無法完成飛行任務的情景中，ALIAS發(fā)起了將飛機降至10000英尺（3048米）高度的操作，目的是讓飛行員從大腦缺氧的狀況中恢復過來。在測試中，ALIAS通過飛行管理系統(tǒng)的鍵盤輸入了空中盤旋的指令，直到飛行員醒來并執(zhí)行飛行操作時結束。如果飛行員不進行輸入操作，ALIAS將發(fā)起自動著陸操作，偏轉襟翼、放下起落架，并在飛機觸地后發(fā)出反推指令。

目前，波音已經收購了極光公司，積極布局機器駕駛領域。與此同時，空客也將研發(fā)單飛行員操控客機的自動化技術作為重要的發(fā)展目標，以期降低未來對飛行員的需求。

智能制造

100多年來，飛機裝配生產技術經歷了從手工裝配、半機械/半自動化裝配、機械/自動化裝配到柔性化裝配的發(fā)展歷程。目前，國外先進飛機制造商正朝著智能裝配的方向邁進，基于AI技術的機器人在這個過程中發(fā)揮了重要的作用。

空客公司已經確定在2020年前將優(yōu)化7條裝配生產線，主要優(yōu)化手段之一就是增加自動化技術的應用。從2015年起，空客飛機生產線上機器人的數(shù)量就逐年增加，其中包括用于處理特殊工作的輕量化機器人、小型加工系統(tǒng)等。此外，空客還在生產線上采用了輕量化單臂機器人，它能夠自主沿著飛機機身內部移動，實現(xiàn)結構支架的流水線安裝。

波音啟動了一個名為“機身全自動化制造工廠”的項目來展示其在智能工廠中提出的無工裝工廠和可移動生產線的概念。在波音的設想中，飛機裝配車間的地板以視頻識別技術標識出6個裝配單元，鉆鉚機器人、柔性簡易工裝都是可移動的，平時不使用的時候可以放置在等候區(qū)。中央控制臺根據(jù)生產速度和訂單分派任務，通過運送部件的自動引導運輸車（AGV）控制工作和運動時間，AGV可以自主地根據(jù)任務在等候區(qū)和各單元之間搬運機器人和工裝。

智慧客艙

如今，不少航空公司通過更新機上設施和客艙布局來提升旅客的飛行體驗。從客艙體驗的角度來看，通過在飛機座椅上增加相應的傳感器，人工智能系統(tǒng)可以實時采集人體及客艙環(huán)境信息，分析乘客舒適度及客艙環(huán)境變化情況，為乘客提供更加舒適的飛行環(huán)境。

2014年，英國航空曾在倫敦至紐約航線上測試了一個名為“幸福毛毯”的設備。該設備通過可穿戴電子裝置監(jiān)測乘客大腦神經元中的腦電波活動，辨識出乘客的幸福感，并通過藍牙傳遞到毛毯中的光纖，通過光纖的顏色反映出乘客的感受，藍色為舒適，紅色為焦慮。通過這項技術，航空公司采集了飛行中乘客幸福感的有關數(shù)據(jù)，并由客艙服務人員及時為乘客提供相應的服務，以提高飛行體驗。

英國FliteTrak公司研發(fā)了一項名為ViatorAero的智能遠程監(jiān)控技術。通過安裝在座椅上的傳感器，ViatorAero可以實時監(jiān)控客艙內的溫度、濕度和空氣質量，以確保乘客在長途飛行中始終處于較為舒適的環(huán)境中。

除此之外，人工智能還可以根據(jù)購票信息確認乘客身份，根據(jù)乘客過往的行為習慣、歷史數(shù)據(jù)等重要信息構建用戶畫像，預測乘客需求，幫助乘客預定個性化客艙服務，如預估行李存儲空間、提供定制化餐食、準備毛毯等機上用品、個性化機載娛樂節(jié)目等。

在人工智能的幫助下，航空公司還可以預測不同的航班上需要多少食品和飲料，盡量減少浪費，節(jié)約航班運營成本。一項研究報告顯示，68%的航空公司計劃在2020年采用基于人工智能技術驅動的客服機器人，乘客在飛行過程中，如果需要幫助，可以通過智能客服得到解答或者傳遞給機組人員，提高客艙服務的效率。

困難與挑戰(zhàn)

雖然人工智能技術在航空領域的應用前景廣泛，但是在機器駕駛等方面仍面臨著巨大的困難與挑戰(zhàn)。

首先是技術難度及采用新技術后的安全性問題。目前的人工智能技術被認為是“黑箱”算法，AI還無法向人們解釋其做出某項決定的理由，這一特性使得AI在高安全機載系統(tǒng)上的應用充滿阻礙，提高AI算法的可解釋性可能是唯一的解決途徑。

飛機不同于汽車，當采用機器駕駛技術時，并不僅僅是空間維度的增加，系統(tǒng)的高度復雜也大大提高了技術的難度。商用飛機的雙駕駛員制是航空業(yè)內普遍認同的慣例，并已成為適航條款中的明確要求。在使用AI技術減少駕駛員數(shù)量的同時，如何對唯一的駕駛員進行監(jiān)管，避免發(fā)生德國之翼4U9525航班和馬航MH370航班的悲劇，需要通過技術手段解決。

其次是外在威脅的嚴峻性。飛機的智能化需要衛(wèi)星及空地互聯(lián)等通信手段提供支持，通信及信息的安全性存在嚴峻挑戰(zhàn)，一個小小的漏洞可能就會給恐怖分子可乘之機。

最后是社會的接納程度。目前，機長在飛行中對航空器和旅客的安全負有直接的也是最終的責任。社會是否可以接受由AI代替機長行使職責，誰來承擔安全責任，法律法規(guī)如何據(jù)此來健全，這已經將問題上升到社會倫理乃至哲學的高度。從這個角度來說，也許無人駕駛汽車發(fā)展過程中所遇到的問題，可以為航空領域的相關從業(yè)者提供一定的借鑒。