對(duì)安全關(guān)鍵系統(tǒng)進(jìn)行AI/ML研究 是否真的對(duì)航空航天行汽車(chē)行業(yè)有利

來(lái)自美國(guó)的風(fēng)河公司（Wind River）與柯林斯航空航天公司（Collins Aerospace）的專(zhuān)家們都堅(jiān)定地認(rèn)為，人工智能（AI）和機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）將會(huì)給飛機(jī)駕駛艙帶來(lái)重大的變化，將助力民用、軍用、通用與公務(wù)機(jī)在內(nèi)機(jī)型從自動(dòng)化系統(tǒng)朝著自治化系統(tǒng)發(fā)展。

Wind River最近發(fā)布了一段與CollinsAerospace合作拍攝的短片，其中Wind River的首席執(zhí)行官兼總裁Jim Douglas和Collins Aerospace機(jī)載產(chǎn)品和系統(tǒng)總監(jiān)Tim McCormick共同分享了對(duì)航空電子行業(yè)快速變化技術(shù)影響的一些見(jiàn)解。其中，包括了對(duì)“下一波大浪（The Next Big Wave）”的深刻討論——通過(guò)運(yùn)用人工智能（AI）/機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）從目前的自動(dòng)化系統(tǒng)向未來(lái)的自治化系統(tǒng)發(fā)展。這一波浪將導(dǎo)致駕駛艙發(fā)生重大變化，比如航電系統(tǒng) – 目前是將已經(jīng)預(yù)先處理過(guò)的信息交給飛行員，使得他們能夠作出知情決策，而自治化航電系統(tǒng)能夠自行作出決策，在未來(lái)甚至可能不需要飛行員。

隨著我們天空中民用飛機(jī)的數(shù)量繼續(xù)急劇增加，飛機(jī)間的間隙也正在減少，這將會(huì)給飛行員帶來(lái)更大的工作負(fù)擔(dān)。目前美國(guó)防務(wù)部門(mén)，正在研發(fā)第六代具有自治化操控模式的軍用快速噴氣式飛機(jī)。這些發(fā)展趨勢(shì)都表明我們需要增加智能化的自動(dòng)化系統(tǒng)，通過(guò)數(shù)據(jù)分析并由系統(tǒng)直接作出決策以此來(lái)減少飛行員的工作負(fù)擔(dān)（甚至取代飛行員），而不是將信息提交給飛行員由他們來(lái)作出決策，這一需求直接將驅(qū)動(dòng)駕駛艙內(nèi)的AI/ML的運(yùn)用。

目前的飛機(jī)上安裝有許多航電系統(tǒng)，通過(guò)處理來(lái)自多個(gè)傳感器和各種來(lái)源的復(fù)雜信息，并以一種使飛行員能夠做出決定的方式將其給予呈現(xiàn)，有助于提高飛行員的態(tài)勢(shì)感知能力。這些系統(tǒng)可分為兩大類(lèi)，即支持實(shí)時(shí)決策的系統(tǒng)，以及支持非時(shí)間關(guān)鍵決策的系統(tǒng)。

實(shí)時(shí)航電系統(tǒng)包括合成視覺(jué)系統(tǒng)（SVS），它提供直觀的地形圖三維視圖，以幫助飛行員著陸進(jìn)近機(jī)場(chǎng)。這些系統(tǒng)利用飛機(jī)上的即有處理平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)，以便為飛行員提供確定的低延遲響應(yīng)。

目前，也正在對(duì)最先進(jìn)的增強(qiáng)系統(tǒng)進(jìn)行研究，比如Collins Aerospace和NASA正在研究音爆顯示器，以使超音速軍用飛機(jī)的飛行員，以及即將推出的X-59靜音超音速技術(shù)（QueSST）飛機(jī)在飛機(jī)上就能評(píng)估預(yù)計(jì)音爆，以及預(yù)測(cè)可能產(chǎn)生的影響，并決定是否改變路線。飛機(jī)上優(yōu)化的觸摸屏飛行顯示解決方案，有包括來(lái)自Collins Aerospace，CoreAVI和Wind River的獲獎(jiǎng)技術(shù)。將來(lái)，超音速飛機(jī)上的機(jī)載AI / ML系統(tǒng)甚至可以評(píng)估音爆預(yù)測(cè)并代替飛行員做出決策。

非時(shí)間關(guān)鍵系統(tǒng)可用作E化飛機(jī)的一部分，使得飛機(jī)在飛行途中能夠?qū)?shù)據(jù)通過(guò)衛(wèi)星通信鏈路傳輸?shù)胶娇展驹茢?shù)據(jù)中心，或通過(guò)4G / 5G網(wǎng)絡(luò)在機(jī)場(chǎng)停機(jī)坪上傳輸?？梢詫?duì)該飛機(jī)傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行基于云的遠(yuǎn)程分析，以確定飛機(jī)是否有效運(yùn)行，作為維護(hù)，修理和大修（MRO）的預(yù)測(cè)性維護(hù)策略的一部分。

將來(lái)，AI和ML也可能用于安全關(guān)鍵的航電系統(tǒng)。 AI / ML為安全認(rèn)證提出了一些有趣的潛在挑戰(zhàn)，尤其是在決定論和可預(yù)測(cè)性方面。通過(guò)觀察汽車(chē)行業(yè)正在進(jìn)行的AI/ML安全認(rèn)證工作，發(fā)現(xiàn)這是由自動(dòng)駕駛的需求下的市場(chǎng)來(lái)進(jìn)行推動(dòng)的。那么對(duì)安全關(guān)鍵系統(tǒng)進(jìn)行AI / ML研究是否真的對(duì)航空航天行汽車(chē)行業(yè)有利呢？

Paul Parkinson目前是WindRiver公司歐洲，中東和非洲（EMEA）區(qū)域的航空航天和防務(wù)部門(mén)現(xiàn)場(chǎng)工程總監(jiān)，管理一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工程師團(tuán)隊(duì)（FAE），與EMEA的航空航天和防務(wù)客戶合作。