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利用人工智能最大限度地提升飛機(jī)生存力

發(fā)布日期:2016-11-02??來源:航空工業(yè)信息網(wǎng)我要投稿我要評論

2016年10月29日,日本“乘物”網(wǎng)站刊發(fā)軍事記者兼航空攝影家關(guān)腎太郎的文章《片翼喪失でも生還可能 人工知能で「落ちない飛行機(jī)」実現(xiàn)なるか》(飛機(jī)即使失去機(jī)翼也可能生還 利用人工智能能實現(xiàn)“不掉落的飛機(jī)”嗎?)。

飛機(jī)失去機(jī)翼將釀成重大事故,而此時若能平安著陸并生還一定是相當(dāng)?shù)男疫\吧。而能夠產(chǎn)生這一幸運的技術(shù)正在開發(fā)中,這就是人工智能。

將來,即使飛機(jī)在空中失去主翼,或許也能安全著陸。

在日本東京于2016年10月12日召開的為期四天的“2016年國際航空航天展”上,富士重工業(yè)株式會社就透露了這樣的驚人技術(shù)。

飛機(jī)是通過主翼所產(chǎn)生的“升力”在空中飛翔的。當(dāng)其失去主翼時,多半會面臨墜毀的命運。不過,其中也有例外,1937年日本海軍的九六式艦載戰(zhàn)斗機(jī)在失去左側(cè)主翼的情況下成功地著陸了。另外,1983年以色列空軍的戰(zhàn)斗機(jī)F-15“鷹”在完全失去右側(cè)主翼的情況下成功著陸了。

但是,上述事例當(dāng)然都離不開飛行員的高超駕駛技能,只不過是偶爾的幸運所致,可以說通常的情況下是不可能的。事實上,以色列空軍F-15戰(zhàn)斗機(jī)的飛行員事后回想表示:在著陸后也并沒有注意到自己的戰(zhàn)斗機(jī)完全丟失了右側(cè)的主翼,若早知道的話早就跳傘逃生了。

在飛機(jī)喪失主翼等這種可以說是致命的重大事故中,不依賴飛行員的高超操控技術(shù)和運氣而能成功著陸就好了。這就是被稱之為“耐故障的飛行操控系統(tǒng)”的研究。由日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省和日本航空航天工業(yè)協(xié)會主導(dǎo),由日本東京大學(xué)、航天航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)(JAXA)、富士重工業(yè)株式會社等三家單位參與,于2008年至2011年進(jìn)行了“耐故障的飛行操控系統(tǒng)”的研究。

“耐故障的飛行操控系統(tǒng)”研究的關(guān)鍵在于“人工智能”。

該系統(tǒng)是在飛機(jī)的計算機(jī)中裝載模仿人類大腦、被稱之為“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”的人工智能軟件。這個人工智能系統(tǒng)當(dāng)遇到飛機(jī)主翼破損可能導(dǎo)致重大事故時,能夠“學(xué)習(xí)”并掌握此時的空氣動力學(xué)的變化。

并且,這個人工智能是要操控飛機(jī)的舵面,使其“輔翼上下傾斜”、“方向舵左右偏轉(zhuǎn)”、“升降舵控制機(jī)頭的抬起或下俯”。當(dāng)飛機(jī)在飛行中失去穩(wěn)定性的情況下,人工智能將彌補(bǔ)其失穩(wěn)狀態(tài)并使各種舵面運動,盡快地自動恢復(fù)至原來的穩(wěn)定狀態(tài)。

另外,飛行員在通過操縱桿等試圖操控不穩(wěn)定的飛機(jī)時,人工智能系統(tǒng)能夠按照飛行員的意圖對飛機(jī)的操控進(jìn)行微妙的輔助,使得通常不易的操控變得容易。故此,具有一般操控技能的飛行員在遭遇上述機(jī)翼喪失的情況下,也能順利地安全著陸。

這樣的人工智能輔助操控系統(tǒng)的研究在海外也在進(jìn)行。特別是美國航空航天局(NASA)將戰(zhàn)斗機(jī)等破損概率高的軍用飛機(jī)作為對象進(jìn)行研究,使用真實的F-15戰(zhàn)斗機(jī)進(jìn)行試驗。

將F-15戰(zhàn)斗機(jī)在實際的空中破壞是很危險的。故此,通常是將F-15戰(zhàn)斗機(jī)進(jìn)行改造,作為飛行試驗用的NF-15B來進(jìn)行模擬故障。

另外,日本所進(jìn)行的“耐故障的飛行操控系統(tǒng)”研究,在這個領(lǐng)域作為提高安全性的研究也是很少有的,其使用的是試驗用無人機(jī)模擬空中的破損,成功地達(dá)到了世界先進(jìn)的試驗水平。當(dāng)然與NASA的試驗不同,采用了比戰(zhàn)斗機(jī)操控性能更差的小型民用飛機(jī)進(jìn)行試驗,預(yù)計于2020年前后可實用化。

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