對安全關(guān)鍵系統(tǒng)進行AI/ML研究 是否真的對航空航天行汽車行業(yè)有利

來自美國的風(fēng)河公司（Wind River）與柯林斯航空航天公司（Collins Aerospace）的專家們都堅定地認為，人工智能（AI）和機器學(xué)習(xí)（ML）將會給飛機駕駛艙帶來重大的變化，將助力民用、軍用、通用與公務(wù)機在內(nèi)機型從自動化系統(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機載產(chǎn)品和系統(tǒng)總監(jiān)Tim McCormick共同分享了對航空電子行業(yè)快速變化技術(shù)影響的一些見解。其中，包括了對“下一波大浪（The Next Big Wave）”的深刻討論——通過運用人工智能（AI）/機器學(xué)習(xí)（ML）從目前的自動化系統(tǒng)向未來的自治化系統(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，在未來甚至可能不需要飛行員。

隨著我們天空中民用飛機的數(shù)量繼續(xù)急劇增加，飛機間的間隙也正在減少，這將會給飛行員帶來更大的工作負擔。目前美國防務(wù)部門，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。這些發(fā)展趨勢都表明我們需要增加智能化的自動化系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)分析并由系統(tǒng)直接作出決策以此來減少飛行員的工作負擔（甚至取代飛行員），而不是將信息提交給飛行員由他們來作出決策，這一需求直接將驅(qū)動駕駛艙內(nèi)的AI/ML的運用。

目前的飛機上安裝有許多航電系統(tǒng)，通過處理來自多個傳感器和各種來源的復(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)勢感知能力。這些系統(tǒng)可分為兩大類，即支持實時決策的系統(tǒng)，以及支持非時間關(guān)鍵決策的系統(tǒng)。

實時航電系統(tǒng)包括合成視覺系統(tǒng)（SVS），它提供直觀的地形圖三維視圖，以幫助飛行員著陸進近機場。這些系統(tǒng)利用飛機上的即有處理平臺來實現(xiàn)，以便為飛行員提供確定的低延遲響應(yīng)。

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

非時間關(guān)鍵系統(tǒng)可用作E化飛機的一部分，使得飛機在飛行途中能夠?qū)?shù)據(jù)通過衛(wèi)星通信鏈路傳輸?shù)胶娇展驹茢?shù)據(jù)中心，或通過4G / 5G網(wǎng)絡(luò)在機場停機坪上傳輸?？梢詫υ擄w機傳感器數(shù)據(jù)進行基于云的遠程分析，以確定飛機是否有效運行，作為維護，修理和大修（MRO）的預(yù)測性維護策略的一部分。

將來，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)測性方面。通過觀察汽車行業(yè)正在進行的AI/ML安全認證工作，發(fā)現(xiàn)這是由自動駕駛的需求下的市場來進行推動的。那么對安全關(guān)鍵系統(tǒng)進行AI / ML研究是否真的對航空航天行汽車行業(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)部門現(xiàn)場工程總監(jiān)，管理一個現(xiàn)場應(yīng)用工程師團隊（FAE），與EMEA的航空航天和防務(wù)客戶合作。