郭科

2009年6月1日，法航447航班在從巴西里約熱內(nèi)盧飛往法國巴黎途中，在大西洋中部遭遇了熱帶風(fēng)暴。幾分鐘后，這架空客A330墜入大西洋，造成機上228人遇難。

4年后的7月，一個陽光明媚的早晨，一架韓亞航空的班機在飛臨美國舊金山機場時，一頭撞上了跑道盡頭的防波堤，機尾整個斷裂，破裂的機身在跑道上翻滾。事故造成3人死亡，數(shù)十人受傷。

表面上看，這兩起事故之間并無關(guān)聯(lián)，但是仔細考察，它們又有一個悲哀的共性：兩架飛機的飛行員都認為，飛行操縱系統(tǒng)能自動防止飛機在半空熄火，或者防止飛機因為速度太慢而墜機。他們都錯了。

研究發(fā)現(xiàn)，這類人機混合操作系統(tǒng)是許多空難的一個重要原因，而且這種混淆正變得日益嚴重。隨著自動化部件越來越多，飛行員可能在飛機出現(xiàn)嚴重故障時感到困惑，弄不清自動駕駛何時結(jié)束，自己的職責(zé)又何時開始。結(jié)果就是，釀成空難。

那么，現(xiàn)在是不是到了徹底淘汰飛行員的時候呢？許多航空業(yè)者顯然就是這么認為的。他們主張，與其讓飛行員待在機艙內(nèi)駕駛，遠不如將他們調(diào)到數(shù)千千米之外的辦公室遠程監(jiān)督，而讓飛機自動飛行。以安全而論，這確實是一個合理的方案，因為在所有致命的飛行事故當(dāng)中，有大約一半是由機組成員的失誤造成的。

如果安全得到加強，無人駕駛客機就能大大降低航空公司和乘客的花銷。在美國杜克大學(xué)研究自動飛行的瑪麗·康明斯指出，沒有了飛行員，航空公司就能大大節(jié)省工資、模擬器、培訓(xùn)、醫(yī)保、酒店和退休金方面的開支，從而使機票更加便宜。此外，自動飛行應(yīng)該更省燃料，這也會進一步降低成本，并減少溫室氣體排放。此外，機頭部位沒有了機組成員，前排乘客就能夠飽覽壯美的全景——當(dāng)然，他們要支付一筆額外費用。剩下的關(guān)鍵問題只有一個：登上一架無人駕駛的飛機，你有何感想？

這場革命的核心是一個簡單的事實：現(xiàn)代飛機上的大量工作都是由電腦完成的，客機飛行員已經(jīng)沒有多少駕駛機會了。在飛機剛剛離地30米之后，自動飛行電腦就會接過飛機的控制權(quán)，并按照駕駛員輸入飛行管理系統(tǒng)的速度、航向和高度繼續(xù)駕駛。而且，在很久之前，電腦就已經(jīng)能夠追蹤跑道上的無線電信標，駕駛飛機自動降落了。

不過，自動化也給飛行員帶來了新問題：當(dāng)自動飛行電腦遇到了程序之外的狀況，比如飛機結(jié)構(gòu)發(fā)生破損，或者像法航447航班那樣遭遇極端天氣，它們就會冷不丁地將駕駛權(quán)扔回飛行員手里。在遭遇這些意外情況時，飛行員可能對突然到來的駕駛權(quán)手足無措。同樣危險的是，機載電腦還會在危急關(guān)頭向飛行員發(fā)出大量的警示信號，使飛行員應(yīng)接不暇。例如，2010年11月，載著469人的澳大利亞航空32號航班發(fā)生引擎爆炸，650條控制電路因此被切斷。然而，當(dāng)機長理查德·德·克雷斯皮尼嘗試緊急迫降時，他和副機長卻被屏幕上閃出的120個指令菜單晃得眼花繚亂。

美國聯(lián)邦航空管理局認識到，人和電腦的組合未必是最安全的。2013年，美國空管局公布了一份研究報告，連篇累牘地羅列了人類和機載電腦組合所面臨的風(fēng)險。美國空管局首席調(diào)查員凱西·阿伯特發(fā)現(xiàn)，飛行員往往會“過度依賴”自動飛行系統(tǒng)，“即便懷疑系統(tǒng)沒有正常運行，也不愿出手干預(yù)?！?/p>

短期之內(nèi)，航空公司可以通過優(yōu)化電腦系統(tǒng)，對飛行員加強訓(xùn)練，以此來降低這些風(fēng)險。長遠來看，降低駕駛艙內(nèi)的自動化水平似乎是一個不錯的法子。不過，許多航空從業(yè)者追求的是另一條道路，那就是進一步減少容易出錯的人類在駕駛艙內(nèi)的作用。

近年來，波音、空客、BAE和達索這幾家企業(yè)，已經(jīng)斥資數(shù)千萬美元，準備共同研發(fā)一套協(xié)助飛行員應(yīng)對緊急狀況的計算機輔助系統(tǒng)（ACROSS）。該系統(tǒng)能夠降低飛行員工作負荷中的危險峰值，以避免在危急時刻造成混亂。這個系統(tǒng)的目的在于，使機長或副機長能夠在對方失去行動能力的時候單獨應(yīng)付危機。不過，它的功能還不止于此。設(shè)計者希望打造出一個能夠完全取代副機長的自動飛行系統(tǒng)，使得客機從起飛到落地只需要一名飛行員。

不過，就算高度智慧的機器真能充當(dāng)合格的副機長，如果唯一的飛行員也失去了行動能力，結(jié)果又會如何？在康明斯看來，要讓電腦副機長和人類一同駕駛，它就必須能夠在機長身體不適的時候單獨控制一架飛機，自行完成起飛、巡航和著陸任務(wù)。

然而，如果電腦完全能勝任這些工作，那還需要人類做什么？去掉了人類，就肯定能減少人機配合中的那種混亂局面了。

多余的人類

2013年，美國航空航天局艾姆斯研究中心的一項研究成果表明，安裝在新一代單人駕駛輕型噴氣式飛機中的自動飛行系統(tǒng)，同樣會增加飛行員的負擔(dān)，使飛行員“在導(dǎo)航和飛行控制時犯錯”。

康明斯說：“大多數(shù)研究者認為，飛行員從兩人減少到一人只是一個中間步驟，最終的目標是沒有飛行員。”

不僅如此，康明斯還相信全自動飛行時代遲早會到來。她在擔(dān)任美國海軍飛行員的時候明白了一點，那就是戰(zhàn)斗機的自動飛行系統(tǒng)根本不需要她的參與，它駕駛飛機降落在航空母艦上的技術(shù)遠高于人類。她說：“在調(diào)整方向、空速和高度方面，它都要比我迅速得多。”

電腦在極短時間內(nèi)的操作的確優(yōu)于人類，因為人眼和人腦之間的溝通速度比不上傳感器和處理器之間的傳輸。從你看到一個需要行動的信號，到實際采取行動，中間至少要經(jīng)過半秒鐘的耽擱。相比之下，一臺電腦從接收信號到采取行動，只需要幾毫秒的時間，這是人類絕對跟不上的。

美軍無人機的實驗也證明了這一點——隨著自動化程度的提高，它們的墜機率也大大下降。以往，無人機在起飛和降落過程中常有事故發(fā)生，而將這兩種操作交給電腦之后，情況明顯改善?？得魉怪赋觯骸敖德浜推痫w是飛行員任務(wù)最重的時候，幾乎有一半致命空難發(fā)生在這兩個階段?！?/p>

那么，無人駕駛客機離我們還有多遠？實際上，它已經(jīng)出現(xiàn)了：在一次試驗中，BAE系統(tǒng)公司的一架無人駕駛客機安全飛行了800千米。此次試驗旨在測試無人駕駛飛機與其他飛機以及空管員的互動情況。不過，當(dāng)時飛機上還是配了一名飛行員，為防萬一。

這架無人駕駛客機配備了未來的無人機都需要的初步機器智能——那是一個名叫“空域整合處理器”（簡稱AIP）的智能飛行管理系統(tǒng)。AIP用無線電、雷達和攝像傳感器來防止碰撞，通過衛(wèi)星與一位地面飛行員保持通訊。BAE的飛行工程師羅德·布坎南介紹說，AIP在接到目的地坐標之后就會制定一條航路，危險的氣象情況和空中交通管制都會考慮在內(nèi)。

雖然有了種種進步，但航空公司不太可能首先使用無人駕駛飛機?？得魉构烙?，聯(lián)邦快遞和UPS這樣的貨運公司會率先將飛行員的人數(shù)從兩個減少到一個。這相當(dāng)于是在與航空公司同樣型號的飛機上試驗這項技術(shù)，只是機上沒有乘客。她指出，如果試驗成功，這些貨運公司有可能在2035年前后徹底拋棄飛行員。公司只要保留一名飛行員，讓他在地面借助衛(wèi)星監(jiān)測不同的貨運飛機。

現(xiàn)在看來，自動飛行技術(shù)的成功還可能大大提前。得益于電推進技術(shù)和智能飛行控制系統(tǒng)的快速發(fā)展，研究者相信，飛行轎車或“私人空中車輛”（PAV）的時代或許很快就會到來。當(dāng)然，它們在商業(yè)上的成敗取決于能否徹底實現(xiàn)自動化。工程師邁克·江普指出：“讓地面交通工具飛到空中，我們不可能再采用手動控制的方式?！苯站吐氂谟锲执髮W(xué)，他參加了“我的直升機”項目（MyCopter project），為垂直起飛的PAV編寫自動軟件。他預(yù)測，飛行轎車將在2025年左右升空。

自動化無疑會吸引航空公司的經(jīng)營者們——除了燃料，人工是這個行業(yè)的最大成本。以美國為例，資深飛行員每年的工資超過24萬美元，公司還常常需要對他們進行培訓(xùn)。此外，飛行員的工作時間也受到了嚴格限制。英國考文垂大學(xué)的航空顧問多諾·威爾遜指出：“機組人員有生理需求和嚴格的工作周期，這些都會限制飛行時間?！?/p>

康明斯指出，自動化也有利于節(jié)省燃料——自動駕駛系統(tǒng)不會偏離最優(yōu)路線，因此不會額外浪費燃料。而對航空公司和環(huán)境有利的技術(shù)也對乘客有利，因為它們能夠降低票價。飛機設(shè)計者甚至還可以更改機艙內(nèi)的布局。威爾遜指出：“既然飛行員不必再坐在前面，設(shè)計師就不用再遵循傳統(tǒng)的設(shè)計?！比∠笋{駛艙，乘客就能觀賞到以往只有飛行員才能看到的風(fēng)景了。

當(dāng)然，自動駕駛也有一大隱患：如果系統(tǒng)發(fā)生故障，飛機上又沒有機組成員，那該怎么辦？2009年1月，切斯利·薩倫伯格駕駛的飛機在紐約上空出現(xiàn)引擎故障。在他的精心操控下，飛機在哈德遜河上成功迫降，機上無人傷亡，而一個人工智能“機長”是不可能有這樣高明的決策的。

在美國南加利福尼亞大學(xué)哥倫比亞分校研究風(fēng)險和技術(shù)的布蘭特·史密斯表示，電腦或許不能做到這一點，但是航空公司可能已經(jīng)對這類特殊事件有所準備了。他說：“如果自動化能夠降低墜機和傷亡的數(shù)量及程度，那么就算制造出的飛機更容易墜毀，它們的實際風(fēng)險也未必會更高。”

不過，飛行員當(dāng)然不可能心甘情愿地被新技術(shù)淘汰。比如，德·克雷斯皮尼就指出：“只有將人類的意識、知覺和預(yù)測能力都復(fù)制到一臺機器中，我們才能制造出可靠的無人駕駛飛機。在此之前，拯救乘客的希望只會落在飛行員身上。”

英國飛行員協(xié)會發(fā)言人理查德·圖默也同意這個說法：“乘客希望將自己的性命托付在兩個經(jīng)過充分訓(xùn)練、充分休息的飛行員手里，這一點不會馬上改變?！?/p>

康明斯承認，無人駕駛飛機目前會受到大多數(shù)人的排斥?！帮w行員從兩個減到一個容易，從一個減到?jīng)]有就難了，”她說，“這個技術(shù)難題會受到監(jiān)管的阻力，還有文化的阻力?！?/p>

英國心理學(xué)家羅伯特·波爾指出，這種文化阻力具有深厚的根源。波爾的研究領(lǐng)域是航空心理學(xué)，他指出：“這種阻力源于對事物失去掌控的原始恐懼。”乘客喜歡看見一個能干的人掌控飛機，一個在發(fā)生意外的時候和他們一樣置身險境的人。雖然飛行員坦言自己只是在監(jiān)測自動系統(tǒng)，但是波爾認為，乘客仍然將他們看作是“身著制服、處變不驚的專業(yè)人士”?？得魉挂舱J可這一觀點。她說：“想在艦橋上看見柯克船長的需求是強烈的?！?/p>

波爾表示，航空業(yè)需要證明，無人機的安全性和有人駕駛的飛機相同，甚至更勝一籌。那么，波爾自己會乘坐一架由機器駕駛的飛機嗎？“我需要大量的實驗來清楚地證明它的確安全，”他說，“要是明天就有人告訴我說飛行員都到地面上工作了，我也一樣會覺得擔(dān)心的。我認為要人們接受這一點，并不容易。”