阿爾法狗什麼時候能開飛機？

2016年03月21日

近日，人工智能阿爾法狗（AlphaGo）在完全公平的情況下以4：1的成績擊敗韓國著名棋手李世石。消息一出，輿論嘩然。作為一名機長，身邊的朋友問得最多的是：阿爾法狗什麼時候能取代飛行員？我們將來還需要飛行員嗎？

阿爾法狗戰勝職業選手，這是人類科技發展的進步。但是，人工智能要取代職業飛行員，實現自動駕駛飛機，我們估計還有很長的路要走。

民機領域的人工智能

我們先來看看人工智能在民機領域的起源和使用情況。

人工智能在飛機上的使用，通俗來說，就是機械在沒有人的操縱下控制飛行器的統稱；從專業角度來說，是指飛行機載系統在飛機上操縱飛機設備或者飛行控制系統來飛行，自主計算控制操縱飛機。目前，在民航客機上最常用的人工智能電腦就是自動駕駛儀。它和自動油門、儀表顯示系統、飛行管理計算機系統配合在一起，大大減輕了飛行員的工作負荷，並將其從一名駕駛員變成了一名電腦的監控人員。

飛機自動駕駛儀的發展是和飛機的發展緊密相關的。

在1903年萊特兄弟成功試飛了第一架載人飛機之後，美國的斯佩裏和寇締斯在1917年對一架雙翼機進行了改造，並在某軍事基地進行了第一次試飛。由於飛機沒有自動駕駛儀，僅處於自由滑行狀態，飛機最終墜毀。通過不斷的研究，斯佩裏和寇締又發明了第一臺平衡陀螺儀。平衡陀螺儀根據旋轉中的物體具有穩定性的原理，通過拉杆來控制飛行器的各個舵面，從而實現了飛機直線飛行的目標。這是最早的飛機自動駕駛儀的雛形。

自動駕駛儀是按一定技術要求自動控制飛行器的裝置。它的發明大大減輕了飛行員的負擔，使飛機自動地按一定的姿態、航向、高度和馬赫數飛行。隨著科學的不斷發展，自動駕駛儀在飛行中扮演著越來越重要的角色。

20世紀50年代，通過在自動駕駛儀中引入角速率信號的方法制成阻尼器或增穩系統，提高了飛機的穩定性，自動駕駛儀發展成為飛行自動控制系統。20世紀50年代後期，又出現了自適應自動駕駛儀，能隨飛行器特性的變化而改變自身的結構和參數。20世紀60年代末，數字式自動駕駛儀在阿波羅飛船上得到了應用，然後迅速在民用客機上大顯身手。

20世紀70年代，隨著信息革命的發展，電子計算機被應用到飛機上，飛機有了自己的電子"大腦"，並首先使用飛行控制計算機控制其平飛、轉彎、上升、下降等飛行狀態。考慮到飛機在做轉彎和升降運動時，其推力必須相應地發生變化，為了順利地完成這些動作，有必要同時控制發動機的推力。於是，後期的民用客機又加裝了管理推力的推力控制計算機。飛機的自動駕駛儀和自動油門關聯，讓飛機可以真正地"自動"飛行了。

自動飛行比人"飛"得好

飛機由於有了自行控制飛行姿態和推力的能力，初步實現了自動任意飛行的目標。但是，它只限於保持在飛行員設定的路線上飛行，並不能與機上的儀表系統全部聯系起來，對外界的變化及時作出反應。為了使飛機真正實現自動控制飛行，我們就需要統一管理飛機的姿態和推力，並且與其他儀表系統進行大聯合。於是，飛機設計人員在飛機上又裝上了一臺能力更強的計算機，全面管理和協調飛行。這臺統管全局的計算機被稱為飛行管理計算機，是飛機的核心中樞。在其數據庫內存儲著各座機場和各條航路的數據，能提供更准確的指引和計算，讓飛行員更好、更安全地飛行。

現代自動駕駛儀被廣泛應用於飛機上，機載計算機能夠設定最佳飛行路線，並對油門和各控制翼面發出指令。各種先進的顯示屏幕取代了種類繁多的儀表盤，直觀地顯示出沿途檢驗點和飛機航向等信息。

現代自動駕駛儀的趨勢是向數字化和智能化方向發展。隨著民航客機變得越來越先進，以自動駕駛儀為主的自動飛行系統已經可替代人駕駛飛機執行巡航、下降、自動降落等涵蓋飛行99%的任務。隨著科技的發展，在通用航空、軍事航空等領域，大量的無人機也在天空中翱翔。但是，從目前來看，使用機載電腦替代經過專業訓練的飛行員進行載人飛行，還僅僅是我們的一個美夢。

自動駕駛儀是模仿駕駛員的動作駕駛飛機的，它由敏感元件、計算機和伺服機構組成。當某種幹擾使飛機偏離原有姿態時，敏感元件（如平衡陀螺儀）檢測出姿態的變化，計算機算出需要的修正舵偏量，伺服機構（或稱舵機）將舵面操縱到所需位置。自動駕駛儀與飛機組成反饋回路，保證飛機穩定飛行。所有飛行員都認同，自動駕駛儀下的飛行，比人"飛"得好。

飛機的導航系統有了人工智能和雲端數據，飛機將能自我導航、自我計算，甚至進行保養與維護。現代飛機上裝有很多傳感器，在航行過程中不停地產生大量數據，飛行管理計算機會幫助飛行員在飛行過程中判斷故障，並提供指引，保障旅客安全。所有飛行員也認為，人工智能的飛行電腦，比人更"聰明"。

不可能完全替代飛行員

駕駛員只要選定航路的起點和終點，將命令輸入這臺計算機，它就可以代替駕駛員操縱飛機起飛、爬升、巡航、下降直到降落在目的地機場。這套系統還可以在飛行全過程中及時發出指令，使飛機按照最佳的飛行狀態、最合理的推力、最經濟的油耗飛完全程，從而實現全程自動化飛行的目標。聽起來，由這套計算機系統控制的飛機能讓飛行員飛得更輕松。那麼，是不是以後飛行就不需要駕駛員了？

至少從目前看，答案是否定的。近幾十年之內，全球最大的幾家飛機制造商都沒有用電腦取代飛行員進行載人飛行的科研計劃。雖然人工智能已經取得了飛躍式的發展，但目前用機器取代人類進行飛行還是有些不切實際的。

對於現在的民航客機來說，在操縱方面，飛行計算機裏的自動駕駛儀不能完成地面滑行、地面起飛這樣的任務，自動落地也面臨著諸多限制。在通信方面，電腦不可能替代飛行員和管制員進行交流，並服從其指揮；在複雜的天氣條件下，電腦也不能代替飛行員作出判斷，並安全落地；在遇到突發情況時，更是無數次飛行員的經驗和判斷挽救了飛機。凡此種種，都不是簡單的一個人工智能就能替代的。

飛行過程千變萬化。即使將來計算機能替代飛行員飛行，也需要地面人員的控制，因為電腦還不具備人類的靈活反應能力；即使將來飛機完全實現自動化，也需要飛行員監視其工作，防止短路或出錯。一旦出錯，飛行員要立刻接管飛機，保證飛行安全。這是人類在飛行安全中最重要的作用。

《奇點臨近》作者雷·庫茲韋爾預言，"到2029年，機器將達到人類的智能水平；到2045年，人與機器將深度融合"。也許，再過50年或100年，我們能乘坐電腦駕駛的飛機"朝發夕至"。但就現在的客機而言，幾乎所有人都不放心將自己的生命交給冷冰冰的"機器"，開飛機不像下棋那麼簡單。

下一次，你抬起頭看見城市上空掠過的飛機，它可能正是一架被人工智能優化過的現代飛機，而裏面的飛行員孤獨地喝著咖啡，無所事事。（特約撰稿人 姚永強）

新聞來源：中國民航報