DARPA驾驶舱内机组人员工作自动化（ALIAS）项目发展启示米乐M6 M6米乐

　　米乐M6 M6米乐米乐M6 M6米乐米乐M6 M6米乐2022年10月14日，一架黑鹰N600PV在亚利桑那州尤马试验场无人驾驶飞行

　　驾驶舱内机组人员工作自动化(ALIAS)项目是美国国防高级研究计划局(DARPA)负责的一个先进项目，该项目关注于UH-60黑鹰的自主飞行能力，不过在2022年11月2日，DARPA和西科斯基公司表示正在与海军以及其他客户积极讨论关于将ALIAS项目中的人工智能和自主飞行技术转移到美国海军操作的其他旋翼机平台，特别是CH-53K DARPA计划。

　　目前的航空领域，大型固定翼飞机与直升机的飞行辅助系统已经有数十年历史，很多航班的大型客机的飞行员只需要在起飞和降落的几分钟内参与操作。不过在应对各种突发情况，如发机件故障时的操作依然需要人类驾驶员执行，辅助系统并不具备这方面的能力。美国陆军认为陆军航空事故的一个主要原因是人为错误和视觉盲区两者并发所导致，因此提出ALIAS项目，希望在这些环境中减轻飞行员的负担。

　　不过相比目前的小型无人机，大型普通直升机的AI全自动驾驶技术技术难度非常高，远非汽车与大型固定翼飞机的AI全自动驾驶可比。由于直升机的结构特性，其气动模型与受力模型远比同等大小的固定翼飞机复杂，具有高维度、复杂、不对称、高噪音、非线性、动态等特性。

　　为了解决这些难题，西科斯基与DARPA合作开发自主技术，其声称该技术将指数级提高旋翼和固定翼飞机的飞行安全性和效率。ALIAX项目的核心是被称为MATRIX™技术的西科斯基自主系统。西科斯基的软件工程师们认为现有的高复杂度、大参数量的高端AI模型完全统包解决直升机的复杂操作问题几乎不可能，因此用低复杂度、简单小体积的低端AI分块解决，是更可行和更经济的途径，也更符合顾客要求。

　　ALIAS项目是DARPA于2014年推出的，旨在为现有的飞机打造一种于安装、调试和拆除的全自动驾驶系统，使起飞、巡航和降落等一系列操作均实现完全自动化，从而让无人机/有人机驾驶员从操作的角色转换成为监测的角色。该项目从2016财年就开展飞行试验，一直到2022年10月完成了最后的一次测试，并将技术转让给美国陆军。

　　实际上ALIAS最初是一个副驾驶项目，该项目从DARPA的角度来看是一个旧项目，但是在项目的不断发展中，为了成功将项目中的技术过渡到服务和商业部门，该项目的设定条件不断变更提高，最终发展成为一个数字飞行员系统，地面上的操作员担任任务指挥官的角色。

　　在2016年的首轮测试中，DARPA成员对其研发的感知避障系统进行了首轮测试，测试期间，搭载该系统的无人机实时察觉到了从不同方向飞来的Cessna 172G飞机。2022年2月，一架配备ALIAS系统的UH-60A 黑鹰在无人驾驶的情况下飞越肯塔基州坎贝尔堡上空。这架直升机执行了预先设定的任务，自动飞过模拟的“障碍跑道”，在30分钟内顺利自主完成了起飞前机载设备自检、起飞、自动飞行、自动降落等动作，全程无事故和故障发生。2022年10月，DARPA为ALIAS进行了最后的能力测试，并且已经确定将相关技术转让给美国陆军，表明其技术成熟度已经达到很高水平。

　　2022年11月，西科斯基公司、洛克希德马丁公司和国防高级研究计划局DARPA首次成功地向美国陆军展示了如何一架自主飞行的无人黑鹰直升机可以安全可靠地执行内部和外部货物补给任务以及救援行动，这也是在DARPA管理下ALIAS项目的最后一项能力测试。

　　作为美国陆军2022年融合项目(PC22)实验的一部分，这些飞行于10月12日、14日和18日进行，在实验中西科斯基和DARPA团队展示了无人驾驶的黑鹰直升机如何利用地形掩盖其特征，通过在地面上低空快速飞行而不受伤害地运送大量血液制品，用外部负载补给部队，并在飞行途中改变路线以疏散伤员。

　　为了开始飞行演示，飞行员驾驶并降落了黑鹰飞机，然后启动了被称为MATRIX™技术的西科斯基自主系统以完全控制飞行计算机。当飞行员退出时，直升机自主完成了以下任务演示：

　　长航时医疗补给：黑鹰飞机飞行了83英里(134公里)，同时装载了总计500磅(227公斤)的真实和模拟的血液。在距离初始起飞点40英里(64公里)处，直升机以100节(185km/h)的速度下降到一个低至地面200英尺(61米)的山谷中。

　　货物运送和伤员护送(联合任务)：直升机搭载2600磅(1179公斤)外部载荷起飞，并以100节(185km/h)的速度飞向指定的着陆区30分钟。飞行过程直升机被重新定向，模拟了需要在主要着陆点附近消除威胁的场景。地面操作员使用安全无线电和平板电脑控制无人驾驶的直升机，命令它释放吊索负载，然后降落以从附近位置疏散伤员。一旦担架上的人体模型被固定在机舱内，地面操作员就启动了飞机。在返程飞行中，与直升机通信系统集成的BATDOK健康监测设备将患者的生命体征实时传递给地面医疗团队。

　　西科斯基和DARPA未来将致力于把这项技术用于军事行动，例如机组人员支持和行动、后勤和医疗补给、伤员后送等，以及消防、货运和城市空中机动等商业应用。

　　该项目的相关目前已经确认会被美国陆军使用，并且美国海军和空军也表现出对该技术的使用意向，就目前的演示成果来看，此项目的进展可以说是十分成功，甚至是超出预期。与之形成对比的，DARPA曾经有大量项目，虽然技术先进，并且最终也成功进行了技术演示，但是最终成果却并没有实际应用，甚至有些项目因为技术过于超前，在项目中途就被迫中止。ALIAS项目的技术最终能够取得成功，很大程度和ALIAS系统在开发中顺应了技术发展趋势有关，该系统虽然目前在在黑鹰上飞行，但该技术与平台无关，因此可以轻松用于其他平台，并且改造成本极低，此外该软件系统的某些部分归DARPA和国防部所有，而开放系统MATRIX则归西科斯基所有，因此，即使特定算法可能是Sikorsky专有的，但接口及其运行方式却不是，因此美国国防部未来可以在许多新平台尝试该技术。（北京蓝德信息科技有限公司 研究员 张杰）