你敢不敢乘坐无人驾驶客机?

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飞行途中你是否经历过险情?曾经有过类似经历的人会告诉你这并不好玩。有很多原因都会导致险情的发生,尤其是飞行员自身出现的不良状态。飞行员们是否感觉疲倦?是否压力山大?是否保持着足够的注意力?

要是彻底取消飞行员,乘客们是否会感觉好些?

无人驾驶所需技术已经成熟——无人机已经在各个领域大行其道。军方在战争中使用与标准飞机相同大小的无人机,这些无人机或是受到远程操控,或是沿固定航线自动巡航。甚至直升机也已实现了无人化,例如采用标准直升机尺寸的 K-MAX 无人直升机就能以难以置信的精确度向危险区域运送补给。

今天的飞机失事概率很低,但是一旦发生,就会造成极大的损失,英国皇家航空学会下属期刊《航空》杂志主编蒂姆·罗宾逊(Tim Robinson)说。因此,事故调查往往把飞行员心理和生理问题等“人为因素”看作是首要事故诱因。

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Image caption 卡曼公司(Kaman)的 K-MAX 直升机可以实现无人飞行(此图为模型)(图片来源: Getty Images)

“当今的飞行员在95%的飞行时间里都开着自动驾驶仪。人们不禁会问,剩余的5%——主要是起飞和降落——为什么不能也实现自动化呢?”罗宾逊说。“计算机能够沿着重复航线高度精确地飞行,不会酒后驾机,不会疲倦,也不会分心。因此可以想象,未来计算机将比人类飞行员更加安全。”

他说,在皇家航空学会今年早些时候举行的一场讨论会上,飞行员、工程师、科学家和航空公司代表就自动驾驶飞机展开了讨论,讨论的结果是:有大约60%的人投票认可“40年后,飞行员将退出历史舞台”这一观点。

1月,在拉斯维加斯举行的消费电子展(CES)上,中国企业亿航推出了史上首架无人客机——电力驱动的亿航184。这架四旋翼直升机可以搭乘1名携带小型背包的乘客,并且配备有空调和照明灯。飞行之前,乘客只需先设置飞行路线,然后在一台平板电脑上点击“起飞”和“降落”即可,其余一切都由计算机搞定。将旋翼折叠之后,亿航184的占地面积只相当于一辆小型轿车。

除此之外,也出现了其他类似的个人空中交通系统方案。去年,美国极光飞行科技有限公司试飞了一架拥有两个乘客座椅和两个飞行员座椅的双旋翼试验飞机“Centaur”。这架飞机既可由地面遥控,也可由机上飞行员控制,飞机在机上无人的情况下顺利完成了试飞。

空客集团正在研制“Vahana”,一架可同时用于客运和货运的“飞行汽车”。德国“Volocopter”计划希望制造一架能够搭载1-2名乘客的全尺寸无人机。另一个开拓者欧洲 myCopter 公司正在研究个人空中交通技术。蒂宾根(Tübingen)的马克斯·普朗克生物控制论研究院(Max Planck Institute for Biological Cybernetics)的科学家参与了这一项目。该研究院院长海因里希·布特霍夫(Heinrich Bülthoff)说,他们的任务是提高飞机操控的便利性。“我们的目标是,让驾驶直升机和驾驶汽车一样简便,仅需很短时间的培训即可。”

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Image caption 最终,拥有足够动力的四旋翼直升机将能够实现载客飞行(图片来源: Getty Images)

在英国,一家名为 Astraea,由国营和私营企业组建的企业联合体也在进行类似研究。2013年,这家联合体获得6,200万英镑资金用于研究无人飞机概念,目标在于“研究感知和避让等所需技术,确保通信等系统的安全,实现无人机和有人驾驶飞机的整合,”罗宾逊说。

但是,假如一架飞机由地面驾驶员远程操控,或者在乘客按下按钮后由人工智能系统控制,都存在尚未解决的问题:如果驾驶室里没有两位西装笔挺的飞行员镇定自若地告诉我们风暴即将袭来,我们是否能在整个飞行过程中气定神闲?

“在有机上飞行员直接控制的情况下,人们会感到更加安全舒适,”航空专家史蒂芬·莱斯(Stephen Rice)。他曾经就职于佛罗里达理工学院,目前任教于安柏瑞德航空航天大学(Embry-Riddle Aeronautical University),同时也是2014年度自动飞行公众调查报告的联合撰稿人。“人们感觉,与远程控制相比,在机上操控飞机会更加容易。玩过遥控汽车或飞机的大多数人都感觉很难控制。”

今天的人们不会在一脚迈入电梯之前踌躇再三,而在几十年前,每部电梯里都曾经配备有一位电梯操作员。同样的事情也出现在无人驾驶火车和汽车上。“社会大众对于自动驾驶交通工具的心理正在发生变化,”罗宾逊说。“如果你从小就习惯了自动驾驶汽车,以及能够可靠地递送包裹的无人机的话,自主飞行的客机难道还能让人大惊小怪吗?”

莱斯认为,火车或汽车的自动驾驶系统出现故障后不会有坠毁的风险,所以无人驾驶飞机让人们接受起来更难。“一架飞机失去动力就会从空中坠毁,”他说。实际上,现在有很多人惧怕乘飞机旅行,而很少有人不敢坐汽车或者坐火车。

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Image caption 德翼航空一架客机的空难事故引发了人们对于飞行员所受压力的关注(图片来源: Getty Images)

计算机不会出现容易导致事故的精神压力。例如,2015年,德翼航空(Germanwings)的副驾驶安德烈·卢比茨(Andreas Lubitz)驾驶客机故意坠毁在法国阿尔卑斯山区。莱斯认为,无人驾驶飞机将会给此类空难事故画上句号。“这不是在诋毁人类飞行员……当今没有任何自动驾驶仪能把飞机安全降落在哈德逊河河面。但是一台机器不会疲倦、不会出现情绪波动、不会让恐惧和疲劳影响表现、也不会做出错误决策。它忠实地执行程序设定的任务。因此,从长期看,它会让航空交通更加安全。”

如果当初采用了远程遥控系统或自动驾驶系统代替飞行员操控飞机,就有可能避免德翼航空的自杀式空难,他补充说。飞机从11590米高度要经过8-10分钟才能坠落到地面;“如果配备了相应通信协议,ATC系统就会有足够时间取消人类飞行员的控制权限,并由远程操作员或者自动驾驶系统接管飞机并飞往最近的机场,”莱斯说。

但是并非每人都同意这一观点。北卡罗来纳(North Carolina)德汉姆杜克大学(Duke University in Durham)人类及自主化实验室(Humans and Autonomy Lab)科学家迈克尔·克莱曼(Michael Clamann)认为,两种操控模式的安全性大致处于同一水平。“飞行员故意操纵飞机坠毁(或者犯下致命错误)的案例非常少见,同时也有飞行员通过创新手段修复故障从而避免了重大灾难的发生。例如,通过节流阀控制飞机。在飞机出现复杂故障时,地面操作人员由于无法直接检查飞机所有分系统,因此很难找出故障原因。”

在地面遥控飞机远非想象中那么简单,他警告说。“坐在驾驶舱里,通过飞机舷窗、显示控制设备和‘体感’操控飞机和通过软件体验飞行二者之间存在巨大差异。尽管目前的技术可以轻易复制飞机的控制过程,但是给地面控制人员创造一种‘现场感’,并且显示100%的座舱信息却依然是一个很难完全实现的任务。”

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Image caption 无人驾驶列车早已投入使用(图片来源: Getty Images)

罗宾逊认为,取消商业客机的飞行员应当是一个逐步的过程,不能一蹴而就。例如,欧洲为未来客机发展计划启动了一项名为Across(“可减轻疲劳及工作压力的先进驾驶舱”的缩写)科研项目,目标在于将飞行员数量减少到一人。

20年前,三人驾驶舱还曾是标准配置;现在的标准则是2人驾驶舱,佛罗里达理工学院航空学助理教授斯科特·温特(Scott Winter)说。“我认为随着时间的推移,乘客将更加信任这种技术。”他和莱斯都建议先从货机开始进行无人驾驶飞机试验,在验证可靠性的同时让公众逐渐接受一架无人驾驶的飞机。

NASA也没有袖手旁观。NASA提出了单飞行员操作(SPO)概念:飞机驾驶舱内只安排一位飞行员,同时在地面配备一名操作员。在不同情况下,地面操作员将担任调度员或者机长。当航班正常飞行时,地面操作员将佩戴调度员帽,同时监控12架飞机——NASA称之为“超级调度员”。如果其中有一架飞机出现故障或遇到异常情况,操作员就将担任该架飞机的机长。

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Image caption 最大的挑战在于说服自己掏腰包的乘客敢于乘坐无人驾驶飞机(图片说明: Getty Images)

这个方案即便投入实用,也存在一项潜在的重大隐患:无人驾驶飞机有可能被黑客劫持。罗伯逊认为,地面控制系统必须拥有安全性能极高的数据链和军用级别的网络安全特性。克莱曼补充说,不仅需要预防性机制,还要有修复措施——在抵御黑客攻击的同时,让飞机脱离被劫持状态。作为最后的安全手段,罗宾逊说,一架无人驾驶客机“应当具备高水平的人工智能或知识,如果接收到了‘不合理’的指令(例如,向城市中心加速或俯冲),飞机将在与航空公司或其他人类监控者重复确认之前拒绝执行该指令。”

在几十年后,你可能会坐在原本是驾驶舱的位置轻松愉快地喝葡萄酒。但是,在这一天到来之前,还必须打起精神聆听来自地面机长的指令,此时此刻,你透过舷窗看到的景物正在如实呈现在他们面前–他们才是飞机真正的操控者。

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