风河与柯林斯携手探索未来航空电子AI/ML应用

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风河与柯林斯携手探索未来航空电子AI/ML应用

- Paul Parkinson

正如大家所见,风河最近与罗克韦尔柯林斯(RockwellCollins)联合制作发布的这一短视频,内容是风河首席执行官兼总裁Jim Douglas和柯林斯机载产品及系统总监Tim McCormick一起介绍航空电子行业快速发展的一些技术趋势,探讨这些技术给航空业带来的影响。这段视频中包括一段关于“下一波巨浪”的讨论,提供了深邃的洞见——人工智能(AI)/机器学习(ML)将会把当今的自动化系统推进到未来的自治化系统。这波巨浪也将为飞机驾驶舱带来重大变化,例如以往的航空电子系统只是处理信息并呈现给飞行员,以便他们能够做出适当的决定,而以后的自治化航空电子系统则会有能力自己做出智能化的决策,甚至在未来完全不需要飞行员坐在那里。

更重要的是,我们还面临着这样的情况——天空中飞行的商用飞机数量持续大幅增加,同时飞机之间的间隔距离也在不断缩短,这些都在给飞行员带来更沉重的工作负担。特别是在国防领域,正在开发的第六代军用快速喷气式飞机将具备在自治模式下展开行动的能力。上述趋势预示着新的需求,这就是提高自动化系统的智能水平,通过提升信息分析与决策能力来降低飞行员的工作负担,甚至完全取代飞行员,而不是只呈现信息然后把决策权交给飞行员——这种新需求必然会推动在驾驶舱采用人工智能/机器学习技术。

如今每天都有大量的航空电子系统在应用运行,处理来自无数传感器和其他数据来源的复杂信息并以适当的方式呈现出来,让飞行员及时精准地掌握各种状况。这些航电系统可以分为两大类:支持实时决策的系统和支持非实时性决策的系统。

正如本文一开始提及的视频中所说,“下一波巨浪”——应用人工智能(AI)/机器学习(ML)将今天的自动化系统推进到未来的自治系统——这将为飞机驾驶舱带来重大变化。例如,以往的航空电子系统只是处理信息并呈现给飞行员,以便他们能够做出适当的决定,而以后的自治化航空电子系统则会有能力自己做出智能化的决策,甚至在未来完全不需要飞行员坐在那里。

实时性航空电子系统包括合成视景系统(SVS),可以提供直观的地形地貌三维视图,支持飞行员完成进场降落操控。这些系统运用飞机上的机载处理平台来实现,从而达到高确定性所需的低延迟响应。

相关研发工作已经纳入了最新的增强系统,例如柯林斯航空航天公司和美国航天局已经将音爆显示技术应用于超音速军用飞机和即将推出的X-59安静超音速技术(Quesst)飞机,让飞行员能够预判音爆的发生及其对飞行空域造成的影响,进而决定是否需要改变飞行路线。优化的机载触控屏幕飞行显示解决方案之中包括了来自柯林斯航空航天公司、CoreAVI公司和风河公司的获奖技术。在未来,超音速飞机上的机载AI/ML系统甚至可以预判音爆情况并代替飞行员做出决定。

非实时性航电系统可以做为未来全电子化飞行器的组成部分,通过卫星通信链路把飞行中的数据传送到航空公司的云数据中心,或通过4G/5G网络传送到机场航站楼的登机门。基于云计算对飞机传感器数据进行远程分析,可以纳入(MRO,Maintenance Repair & Operations )的预测维护策略,用于判断飞机是否处于有效运行状态。

在未来,AI/ML还可能用于安全关键型航空电子系统。AI/ML为安全认证提出了一些潜在挑战,尤其是在确定性和可预测性方面;观察上述情况的有趣之处还在于,受到自治驾驶需求的推动,汽车市场人工智能/机器学习相关的安全认证标准正在研拟之中。我们正在期待,航空领域安全关键系统的AI/ML相关研究也能从汽车业有所受益!