西科斯基公司通过一架经过改装的货架商用直升机,即S-76B“西科斯基自主研究直升机”(SARA)执行ALIAS项目。SARA已进行了数年的飞行试验,积累了超过300小时的自主飞行时间,并正在对技术进行优化。另外,西科斯基公司把SARA的自主系统命名为MATRIX,其没有什么特定含义,只是听起来很好听而已。该系统由软件和硬件组成,可确保直升机的自主飞行。这种可选有人驾驶直升机可在执行低风险任务时让电脑控制飞行,如在本方空域执行补给、伤员后送,而在乘坐1~2名飞行员的情况下进入战区遂行侦察等任务。
ALIAS平板电脑界面
本次试验是DARPA“机器人辅助驾驶”(ALIAS)项目第三阶段研究的一部分。ALIAS项目的核心目的是通过人机接口在有人机上应用无人机领域的最新成果。这种接口可让人类飞行员与拥有自主能力的计算机进行流畅的互动。简单说,ALIAS项目不是打算替代人类飞行员,而是给予他们一个计算机副驾驶,通过按一个按钮便可接管日常任务。
DARPA项目经理格拉汉姆·多泽斯基认为:“这真的像一个副驾驶。它可以处理日常任务、可以进行任务规划、可以执行紧急程序。”西科斯基公司自主业务主管伊戈尔·切雷宾斯基则表示:“在之前的试验中,一名不会驾驶飞机的人在经过45分钟的培训后可以控制直升机起飞和运行接近一个小时。”而执行验证任务的陆军飞行员表示,随着自主系统变得越来越普遍,机载系统可以接管传统副驾驶的职责。陆军把这种称为“任务自适应自主”。飞行员需要飞机自己飞行并避障,让他们更加聚焦于任务。但是飞行员可以与系统进行实时交互以在空中进行重新规划、重新调整。
而DARPA认为ALIAS技术的亮点包括:可安装在各种军民用固定翼和旋翼平台上;通过在驾驶舱显示和人机接口降低飞行员的工作负担或者降低飞行员数量并提高飞行的安全性;全面覆盖典型的机组人员任务和应急程序;能够直接与现有的飞机平台、子系统和任务有效载荷集成;系统拥有冗余设计和软件保障设计;拥有在现役飞机上快速集成最新应用的能力,包括第三方算法和应用。
从安全角度考虑,SARA在试验中配有若干经过训练有素的飞行员,而未来这些飞行员可能不会上机。本次飞行验证了各种自主飞行模式,如全自主飞行、人类飞行员和ALIAS系统共同飞行、人类飞行员通过“飞行控制器”飞行等。
中国航空报讯:10月17日,美国防部国防预先研究计划局(DARPA)、美陆军和西科斯基公司成功进行了可选有人驾驶直升机的飞行演示验证,技术成果将显著降低飞行员的认知负担,提高作战能力和飞行安全。
西科斯基公司认为SARA验证了四种关键能力:自动起飞和着陆:直升机自动起飞,飞向目的地并自动降落;避障:直升机的激光雷达和摄像机使其可以检测和绕开未知的物体,例如电线、塔和运动的飞行器等;自动选择着陆区:直升机的激光雷达可以选择安全的着陆区;等高线飞行:直升机贴近地面和树梢飞行。
在进入驾驶舱前,陆军飞行员使用ALIAS模拟器了解了任务计划。该模拟器可帮助降低任务规划准备时间,预先对机动动作进行排练。而在历时一小时的飞行验证中,陆军飞行员通过创新的飞行控制器和ALIAS平板电脑与MATRIX自主系统联合执行了一系列真实任务(这套系统是飞行员三天前刚刚接触的),例如,低空飞行、在受限区域起飞和降落、降落地点选择,,航迹规划、避开电线等(SARA越过一小拨人群,在避开一辆汽车后再附近的地面着陆,然后稳定的悬停了几分钟)。另外,试验过程中陆军飞行员多次在驾驶舱控制直升机和在地面控制直升机之间进行了切换。
试验过程
DARPA于2017年1月授予西科斯基公司ALIAS项目第三阶段合同,目标是把该技术转移到美陆军的UH-60“黑鹰”直升机上。2016年实施的项目第二阶段仅仅验证了ALIAS平面电脑界面,而第三阶段引入了“飞行控制器”。“飞行控制器”将用来确保飞行员与MATRIX系统建立快速的交互。由于增加了“飞行控制器”,这需要让MATRIX系统拥有更加快速的行动和任务规划算法。
西科斯基自主研究直升机(SARA)
项目所设想的理想状态是形成所谓的“人机编队”,这可同时获得人类和机器最擅长的能力,让人类关注与任务规划、军事战术和其他计算机不能很好处理的充满歧义和未知的复杂问题。同时,机器可以保证人类飞行员不会因为失误或者分心造成不良后果。例如,目前“可控飞行撞地”(CFIT)仍是造成致命坠机的最主要原因,因为人类不太擅长持续不断的关注物理细节,而这却是机器所擅长的;再如,逆风悬停是十分消耗飞行员精力的任务,但对于计算机来说却很容易。这意味着飞行员可极大缓解认知负担,更好地执行作战任务。
项目简介