无人直升机并不是新鲜事物，但现在市面上的无人直升机首先必须有人远程控制，其次尺寸不超过蜂鸟的大小，以及三是特殊用途。一架六七吨重的大型非专业普通直升机，如果配备即插即用的AI模型包，能否实现完全无人化？这在以前是不可能的，但最近西科斯基打破了纪录。一架普通大型直升机成功全自动飞行半小时北京时间2022年2月9日，美国国防高级研究计划局（DARPA）宣布，一架UH-60A型黑鹰直升机完成30分钟全自动飞行2月5日在肯塔基州的实验基地无人为干预，依靠ALIAS系统。2月7日，在同一地点进行了更短的试飞。这次半小时的无人驾驶试飞是世界上第一次在重量超过6.3吨的非专业普通直升机上进行。这次试飞标志着黑鹰直升机制造商西科斯基与美国官员之间耗资1.6亿美元的智能直升机飞行员助理项目的又一个里程碑。据西科斯基公司负责该项目的副总裁伊戈尔·切里宾斯基介绍，黑鹰直升机上的“210”开关打标机中有数名机组人员。第一个开关转到0状态。30分钟内，ALIAS系统成功自主完成机载设备飞行前自检、起飞、自动飞行、自动降落等动作，全程无事故、无故障。而且，控制黑鹰直升机飞行的ALIAS系统此次是在高难度的软件模拟环境中工作。自动驾驶激光雷达测试程序模拟了纽约市复杂拥挤的低空空域。ALIAS系统实时控制直升机在虚拟环境中的曼哈顿岛摩天大楼的狭窄缝隙间平稳穿梭。这相当于让AI驾驶直升机完成高速障碍赛跑，难度可想而知。ALIAS系统作为大型固定翼飞机和直升机的飞行辅助系统的工作原理已经存在了几十年，并不是什么新鲜事。我们都知道，很多航班的大型客机飞行员，只需要在起飞和降落的几分钟内就可以参与操作。然而，除了起飞和降落，人类飞行员还需要应对突发的机器故障、突发的天气变化、复杂地形的飞行，而辅助系统却无能为力。西科斯基基于自家民用版“黑客帝国”智能直升机飞行辅助程序，以及为美国国防部开发的ALIAS系统，拟打造“虚拟版智能副驾驶”。让AI助手在危险复杂的飞行任务中自动进行不干扰人类主驾驶的辅助操作。2018年西科斯基民用版智能AI直升机短距离试飞示意图根据西科斯基和DARPA的设计，ALIAS系统为定制化产品，可以调整安装在现有各型飞机上，也可以从机体上拆下随时删除。这可以帮助现有模型实现高水平的自动化并减少船员数量，而无需大规模修改或报废现有模型的成本低。此外，当主要人类飞行员因各种原因失去控制能力时，ALIAS系统还具有短时间的应急接管能力。因此，除了必要的驾驶动作功能外，ALIAS还会在飞行过程中实时监控机身物理性能、电控程序状态、导航环境等。在以往的试飞中，DARPA还让ALIAS模拟飞行中可能出现的各种突发事件，例如飞行员失能、偏离航线、违反飞行人工操作、机身系统故障等。ALIAS在模拟中表现良好。为了满足这些需求，适应各种场景，ALIAS具备了机器学习的功能，算法的学习范围更广。不仅来自于自己运营的飞机的历史数据，还来自于所控制的飞机以往所有的飞行数据记录。而且它的机器学习是实时的，可以边学习边执行，这样在各种紧急情况下都可以调用学习到的选项。ALIAS在平板设备上安装了一个人机交互界面，用户可以通过它来监控详细的系统信息或进行操作干预。2021年，西科斯基将让现役美军飞行员作为后备机载安全驾驶员，简单地使用平板电脑监控，让ALIAS操作一架特殊的实验直升机，完成短期的全自动飞行。2021年，安全飞行员将使用平板设备监控ALIAS系统驾驶直升机的场景。用人工智能驾驶直升机有多难？要完成大型普通直升机的全自动AI驾驶，其难度远非汽车和大型固定翼飞机的AI全自动驾驶可比。斯坦福大学人工智能实验室2004年在该领域的著名开创性论文《以强化学习达到直升机自动飞行》明确指出，直升机的气动模型和受力模型远比同等尺寸的固定翼飞机复杂：垂直和水平螺旋桨提供升力，但产生的力矩与机身自身激发的力矩相冲突，容易导致机身陷入无法控制的失速摇摆；垂直和纵向螺旋桨用于控制方向并提供稳定性，但也会使机身陷入空气动力学模型并受力左右不平衡。以上只是大型直升机最基本的飞行物理概况，这些情况在低空低速时更为突出。因此，在斯坦福人工智能实验室2004年论文的前几句话中，描述直升机飞行控制的形容词是“高维、复杂、不对称、高噪声、非线性、动态……”。将近20年后，为了解决这些问题，西科斯基的软件工程师进行了逆向思考：如果用高复杂度、大参数的高端AI模型无法彻底解决这些障碍，那就使用低复杂度、简单且小型低端AI区块方案是一种更可行、更经济的方式，更符合客户需求。本来，美国政府并不指望直升机能秒变终结者。因此，据厂商承认，ALIAS的模式识别和机器学习算法更多依赖定义好的、高度可预测的数据，较少关注高端AI大模型常用的预测功能。至于具体的代码流程，属于美国官方项目的机密细节，目前还没有发表在公开论文中……这就产生了另一个智能驾驶汽车不会面临的问题：会出现不可预知和无标记的情况导航环境中的对象。出现障碍。毕竟，即使在有高精度标记地图的城市环境中，智能汽车也必须将头撞到路灯上。然而，电信公司在野外整理出来的电信信号塔，往往没有及时标注在地图上。虽然具体的事故数量没有公布，但按照西科斯基内部人士接受采访时的语气，在直升机AI副驾驶实验过程中发生了相当多的事故。发生了“TowerRush”碰撞。元界来帮忙开直升飞机？NorthropGrumman并不是唯一一家想要成为直升机AR飞行助手和AI直升机副驾驶的公司。诺斯罗普·格鲁曼公司（NorthropGrumman）最近也接到了美国政府的订单，开发一款基于AR技术的具有AI识别功能的智能直升机飞行助手。这个智能飞行助手的项目暂定名为OCARINA（OperatorandContextAdaptiveReasoningIntuitiveAssistant的缩写），比完全驾驶飞机要简单得多。它只是取代了目前直升机电控系统中的各种报警器。有消息提示。现在，当直升机飞行员在地面或天气中遇到突发障碍物时，他们只会在耳机和仪表盘上接收到预先录制好的报警声音和图像。情况越是紧急，各种提示越是复杂，飞行员也越是心慌，最后只得倒地。OCARINA想做的是，利用飞行员佩戴的AR头戴显示器，结合眼球追踪、数据监测等技术，让AI小助手处理可以自己解决的小故障，隐藏提示，然后在AR视野中手动操作。以不干扰认知的方式，提醒飞行员该动作。NorthropGrumman的OCARINA概念图：从直升机姿态无法修正到确认发动机着火的整个过程，AI负责大部分判断，只提示飞行员做出动作。一开始，人类飞行员的作用是一个很大的帮助，而不是大量的替代。所以你不需要重复终结者，不用担心。
