空客作为全球航空业的领军企业,其积极拥抱人工智能(AI)技术的行动,不仅标志着公司自身转型的深化,也预示着整个航空业即将迎来一场由内而外的革命性变革。空客通过其位于硅谷的Acubed创新部门,收集了美国100多个机场的数据,利用飞行测试实验室飞机——一架改装了摄像头和传感器的比奇巴伦58型飞机,在不同天气和光照条件下进行飞行,收集图像数据,用以训练和测试机器学习算法,推动自主飞行系统的开发。这一举措体现了空客使用AI的模式:通过大规模数据收集与分析,实现飞行操作的自动化和智能化。
空客的AI应用不仅限于飞行测试,其AI研究还涉及机场的空中交通管制和地面操作,与达拉斯沃斯堡国际机场签署谅解备忘录,探索如何利用AI和机器学习提升地面运营的安全性、效率和可持续性。此外,空客还通过AI Gym竞赛,寻求外部合作,开发突破性的人工智能系统,解决诸如语音识别等技术难题,提高空中交通管制通信的清晰度和效率。
AI对航空业的应用广泛而深远。在设计与制造领域,空客自2015年起便引领潮流,采用生成式设计技术开发出创新的仿生机舱隔离结构。时至今日,基于人工智能的高效生产检测技术已成为行业标准。在此基础上,借助万物互联的5G工厂环境,数据驱动的智能系统正显著优化工装流程与质量检验效率,同时,大量涌现的智能辅助设计工具加速了结构有限元分析、气动噪声预测及动力学模型辨识等关键环节的发展步伐。
飞行驾驶技术同样经历了AI的深刻变革。2020年,空客通过其自主起降滑行(ATTOL)项目,成功展示了在AI视觉识别辅助下全阶段自动飞行的潜力。Avidyne公司的Piloteye,则作为首例应用,通过扩展飞行员视野并增强风险感知能力,革新了机载AI技术。各大制造商广泛涉足智能飞行研究,聚焦于语义理解、视觉引导起降、滑行安全评估、机组状态监控及自主航线规划等领域,进行了大量的数据采集与实践测试,旨在探索商用航空中安全且可控的人工智能应用边界。
至于运行管理方面,人工智能技术的应用亦展现强大效能。例如,泰雷兹的Neolink平台有效助力飞行流量与拥堵情况的精准预测;阿拉斯加航空通过Flyway平台,在其管辖空域内实现了近30%的空域利用率提升。中国民航局于2022年发布的《智慧民航建设路线图》,则为智慧民航的全面发展设定了宏伟蓝图和阶段性目标,全面推动空中交通管理、机场运营及监管机制的智能化转型。
在审视民用航空全生命周期产业链的当前应用情况时,我们可以看到,设计、制造及运营维护环节并非直接关乎飞行安全的核心领域,而飞行和运行阶段则直接关系到航空的安全性和可靠性,属于关键应用范畴。
人工智能技术在其间的应用仍处于理论验证与实验测试阶段,其在民用航空的实际部署面临两大核心挑战:
不确定性管理与信赖度评估:人工智能系统的引入无可避免地带来了预测及执行操作上的不确定性因素。因此,建立一套有效的风险管控机制,以确保能够准确评估并应对这些不确定性带来的安全风险,成为了决定AI技术在民用航空应用是否可行的关键前提。确立人工智能系统的信赖等级,保障其决策与执行的可靠性,是实现该技术落地的重要基础。
增强可解释性与克服数据局限:现有的人工智能技术通过在输入数据与预期输出间构建概率关联,这一过程显得较为脆弱且缺乏深度解释能力。特别地,依赖大量数据建立的概率模型可能受制于数据本身的局限性和偏差,从而在复杂航空系统中潜藏风险。鉴于航空领域的极高可靠性和安全性标准,当前纯粹基于数据驱动的人工智能解决方案尚难以赢得充分信任,凸显出提升算法可解释性及减少数据偏误影响的迫切需求。
对于AI技术的引入所带来的挑战,数字经济应用实践专家骆仁童博士指出,AI不仅仅是一个研究领域,而且是一项无处不在的未来技术,它可能重新定义社会的所有领域。航空业必须将数据质量,对机器学习与人工智能系统的关注与发展需要一并融入安全文化中。骆仁童博士还强调,既然机器学习和人工智能改变了飞行员的角色,也应该参照同类角色,对这些技术进行全面测试,至少达到相同水平,才算具备岗位能力。
从空客的实践可以看出,空客的AI转型更大的难题可能来自于内部,如何向员工说明AI的能力,以及它未来可能对他们的工作产生的影响。空客已经与优达学城合作,对1000多名员工进行数据科学和分析方面的培训,并实现了237%的投资回报率。这表明空客正在建立数据驱动的文化,并且教育员工积极参与自身的AI历程。
无论如何,AI技术对航空业的影响是多方面的,它不仅能够提升飞行的安全性和效率,还能够创造新的就业机会,尽管这也可能导致对传统飞行员需求的减少。AI技术的发展和应用,需要公司、组织和文化的全面配合与变革。空客的实践表明,通过持续的技术创新和员工培训,AI技术将为航空业带来更广阔的发展前景,同时也为整个社会带来深远的影响。
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