無人機革命（見《新發現》2014年8月刊）方興未艾，飛行員是否將成爲多餘的人？駕駛艙內已再無這些擁有崇高威望的專業技師的一席之地了？爲了安全起見，是不是該換乘全自動飛機了？

坐上無人機……換言之，這意味着把自己與親人的性命託付給一個可能是由地球另一頭某個技師設置的、類似於當前軍用無人機使用的軟件，如此前景難免令人不寒而慄。

然而，倘若湊近觀察，民航飛機所能展現的自動化程度一定會讓你大喫一驚。2015年初在美國杜克大學進行的一系列訪談中，那些駕駛最新型號的波音與空中客車的飛行員宣稱他們每次飛行至多隻需要操控7分鐘。

整個飛行途中，飛行員只需親自操刀7分鐘

各種程序協作大幅提高了新型飛機在飛行包線內的安全性，通過規避太冒險的操作，保障着更高的穩定性和精確性。

正如空中客車試飛員讓-米歇爾·羅伊（Jean-Michel Roy）所解釋的，“對於飛行技師而言，手動保持精準的飛行高度數小時是一件令人筋疲力盡的事情，甚至難以操作：在交通密集區，飛機之間僅垂直錯離1000英尺（300米），自動飛行的確勢在必行。”

同樣，杜克大學人類與自動化實驗室（HAL）研究員亞歷山大·斯廷普森（Alexander Stimpson）也指出：“要在低能見度下令飛機着陸，手動飛行是不可靠的。”

自動起降已成了無數民用、軍用無人機的家常便飯，有些無人機的翼展已與民航相當。而且近兩年，美國軍方已毫不猶豫地將這些無人機降到了航空母艦的甲板上。

“這是人類最難以完成的任務之一，但對於裝備了高性能探測器的計算機來說，那只是小菜一碟！”韓國科學技術院航空航天工程領域的機器人專家沈弦鐵（David Hyunchul Shim）也發聲力挺。

向全自動邁進

“人類根本無法應付100毫秒之內發生的事情，”這位機器人專家補充道，“但程序可以高頻次地獲取、修正這些信號。另外，探測器還能感知飛機的微小高度變化，這樣的能力也是飛行員力所不及的。說真的，要飛行員根據飛行速度、高度，機身重量以及風況等求解必要的微分方程，從而計算出飛機的着陸點，實在強人所難。”

美國佛羅裏達理工學院的航空工程教授斯蒂芬·萊斯（Stephen Rice）也認爲：“計算機處理信息的速度比人快出了不少，它們能同時進行數百項任務，而一個人只能兼顧兩到三項。何況軟件不會有與警惕性、記憶力和疲勞度等相關的問題，壓根兒不存在恐慌或是緊張一說。”另外，它們也不會違規，或者，自殺……

然而，一切都沒有改變：飛機仍然由飛行員掌控。難道以墨守成規聞名的航空管理部門真的忽視了人與機器的顯著差異嗎？

無論如何，在實驗室中，一些研究員正以實現全自動飛行這一目標而努力着。

2014年9月，芝加哥召開了一次機器人技術大會。會議期間，沈弦鐵介紹了首個機器人飛行員“Pibot”。儘管看上去仍有一些笨拙，這臺裝有機械臂與圖像分析系統的機器人還是在模擬器中完成了數個繁複的飛行操作。“無論哪種飛機，它都能操控，我們無需對駕駛艙進行任何改動。”這位機器人專家對這臺實驗產品非常滿意。

pibot

在更現實的層面，我們看到9·11恐怖襲擊之後，全球最大飛機製造商波音公司就開始進行“不可中斷自動飛行系統”的研發。

一旦飛機被劫持或者被不懷好意的飛行員掌控，軟件就會奪取飛機控制權——可在飛機上觸發，也可以遠程觸發——自動駕駛飛機在最近的機場着落。德國之翼的墜機事件發生之後，這一設想又重新回到了聚光燈下。“2006年，我們就已獲得了這項設計的專利。”波音的一位發言人確認。

另一項與機組人員相關的計劃也引發了討論：美國國家航空航天局（NASA）與美國航空電子設備巨擘羅克韋爾·柯林斯公司正在考慮改變當前貨機的雙飛行員配置，只在駕駛艙中安排一名飛行員。

要知道，在信息與通訊技術取得大規模進步之前，最多時曾有五名機組人員在駕駛艙內同時操作。這項建議旨在削減沉重的薪金負擔，預防未來的飛行員短缺。

一名飛行員？這似乎預示着離全自動駕駛只有一步之遙了。當然在飛行操作最繁重、最棘手的階段（天氣不佳、航班密集、機械故障、着陸等），一旁名副其實的電子副駕駛會輔助機長。但假如這位僅有的人類飛行員身體不適或者做出了不恰當的操作，那該怎麼辦？

“我們正在研究遠程奪取飛機控制權，或是讓機載的自動飛行系統來接替的可能性。”羅克韋爾·柯林斯公司認知領域的研究人員邁克爾·馬特薩（Mickael Matessa）提出了他的設想。挑明瞭說：這項仍停留於理論階段的計劃的支持者認爲，下一代飛機的機載計算機必須要具有全局掌控權。

2013年以來，英國航空航天系統公司（BAE Systems）一直在愛爾蘭海上空測試一款能夠自動飛行的小型客機（19座），它暫由兩名飛行員負責起降。

英國航空航天系統公司在愛爾蘭海上空測試的19座全自動飛機。

測試的目標是：說服歐洲航空管理部門向無人機開放民用航空領域。這要求他們設計的軟件能像有人駕駛的傳統飛機一樣，對其他飛機以及地面民衆提供安全保障；懂得迴避撞機與天氣惡劣區域；飛機受損時，能在備用機場迫降；面臨無從挽回的墜機險情時，規避居民區，等等。

那麼，無人駕駛的民航飛機馬上就要問世了嗎？“我們正在爲能夠植入我們飛機的設計和技術忙碌，並不意味着它們將在近未來投入實用。”波音的一位代表立刻更正。

相對於設計已經相當複雜的無人機，國際航空運輸業的要求實際上更高。我們所談論的這一類飛行器將搭載着百餘名男女老少，以900千米/時的速度在10000米高空飛行……這意味着，對飛機的任何細微改動，或是提升哪怕一丁點兒自動化控制能力，都絕不能以拖累飛機的安全水平爲代價，需知2014年，平均440萬次飛行才發生一起事故。

意外情況？

“全自動着陸並沒有技術難度，但是要保證這個系統重複使用十億次不發生一起故障卻極其困難。”美國愛荷華大學人因工程學研究員託馬斯·施奈爾（Thomas Schnell）強調。

突飛猛進的人工智能，獲得新學習能力的機械，受昆蟲啓發、爲小型自動飛行器研發的光流傳感器：所有這些技術突破都必須通過風險分析的考驗。

事實上，對無人機進行的粗略統計觸目驚心：自2001年以來，美國軍方已記錄了超過400起由於技術原因導致的軍用無人機墜毀事件。根據不同的評估報告，這些無人駕駛（也沒有乘客）的飛機的事故率比商用飛機高350到5000倍！

軍用無人機（圖爲美國海軍的X-47B）已具備全自動起飛、着陸，甚至在甲板上降落的能力。

而每天往返於世界各地的大約10萬個商業航班並非總是在蔚藍的天空中飛行。暴風雨肆虐，空域擁堵，傳感器凍結，計算機失靈，飛行途中引擎熄火，自動降落信號偶發偏差，防碰撞系統的錯誤警報，可持續數小時的無線電通信紊亂……各種困難層出不窮。

“計算機手足無措的危急情況並不罕見。”法國民航管理局（DGAC）安全事務負責人喬治·維特林（Georges Welterlin）指出。

認知偏差

“飛行員數度化險爲夷，但航空界卻極少提及這些情況，而且不幸的是，關於這方面，我們也沒有進行過任何統計研究。”法國國立高等航空航天學院（ISAE）的神經人因學家弗雷德裏克·德艾（Frédéric Dehais）不無遺憾地指出，“要知道，在裏約飛巴黎的那個航班因測速管凍結而墜毀之前，幾十起類似的意外並沒有釀成慘禍：只有人才能在瞬息萬變的長空中理性地思考。”

面對飛機設計者無法預估的狀況，有血有肉的飛行員纔能夠經受住積極性、適應性、創造性的考驗，總之，只有他們纔能夠隨機應變。

“在2009年1月15日的全美航空1549號航班迫降事件中，引擎故障的飛機成功迫降在了哈德遜河上。這完全是機長切斯利·薩倫博格的一項創舉。如果是計算機，它會嘗試在就近的機場降落，飛機很有可能因此墜毀。”航空人類因素顧問丹尼·雅沃（Denis Javaux）指出。

這架A320的兩臺引擎在飛機起飛1分30秒後雙雙熄火：它們吸入了一隊大雁。機長切斯利·薩倫伯格（ChesleySullenberger）判斷飛機無法降落在跑道上，他鎮定地宣佈：“我們將在哈德遜河上迫降。”他神奇地完成了一次水上迫降，全員生還且飛機完整無大礙。

從根本上杜絕飛行員與他們悲劇性失誤的航空運輸方案？想得美……“當情況惡化、自動飛行無能爲力的時候，機載計算機會讓位於飛行員。”丹尼·雅沃繼續說，“但問題在於，在現代化的駕駛艙內，飛機員在激活自動飛行後就脫離了控制鏈。

危急時刻，他們對情勢的把握是有缺陷的。”從原本單一的輔助監管角色，猛然跳轉到需要快速反應、糾正認知偏差的危局場面，會引發研究人員所說的“懸崖效應”。“這就好像一輛以130千米/時的速度行進的自動汽車，突然將汽車控制權在結冰的高速公路上交還到你的手上。”

弗雷德裏克·德艾打了一個比方，“在飛機受損時，駕駛艙會一下子變得非常‘囉嗦’：不停發出大量警報，甚至包括一些並非緊急的信息……某種程度上，爲人腦營造了犯錯的環境。”“當前的駕駛艙會讓簡單的操作更簡單，複雜的操作更復雜。”託馬斯·施奈爾概括道。

統計層面上的“70%人爲事故”由此不再有什麼價值可言。“很明顯，在墜機事件中，被指出的那些人爲過失並不能證明自動飛行更好：當前我們更需要做的，是重新設計現有的人機交互界面。”柏林工業大學的飛行控制專家克里斯蒂安·伯特（Christian Berth）強調。

重新以飛行員爲中心

空中客車A320是首個搭載信息控制系統的機型，自它面世以來已過三十餘載，現在，是反思的時候了。不僅要調和人與機器在駕駛艙裏的關係，同時還得消除“把飛行員放在一邊，認爲只有自動飛行最好的偏見”，帕特里克·馬吉森指出。

A320

“我們確信，必須重起爐竈，將機組人員重置於整個系統的中心。”泰雷茲航空電子公司（Thales Avionics）的創新負責人丹尼·伯奈（Denis Bonnet）評論道。讓-米歇爾·羅伊也證實：“空中客車公司也提倡迴歸本原：很明確，我們並不想取代人在駕駛艙中的位置。”“真正的新範式最終將創建出人與機器的一種新協作，”參與了某個歐洲相關項目的丹尼·雅沃也表示，“雙方都需要了解對方的意圖。計算機將根據機組人員的工作任務調整其作用範圍：這就是自適應自動飛行。”

在民航飛機內部完成所有這些改變需要整整30年，因此至少在近未來，我們仍然需要人類飛行員。“長遠來看，航空運輸業的全自動化似乎大勢所趨，但正如今天已經十分普遍的自動地鐵一樣，人的監督將永遠是必要一環。”行業風險分析專家雷內·阿瑪爾貝爾迪（René Amalberti）預測，“航空領域會有全新的職業與技能應運而生。”

人與軟件相互理解的難題並不侷限於航空運輸領域。它貫穿着，或說即將貫穿整個社會。

該如何與人工智能共存，這是個繞不開的問題。

撰文 Vincent Nouyrigat

編譯 蘇迪