人機(jī)交互是無人機(jī)自主飛行驗(yàn)證的重點(diǎn)

格拉漢姆·瓦里克/Graham Warwick

自主飛行是無人機(jī)發(fā)展的重要方向。自主性技術(shù)不僅可以減少機(jī)組人員，減少工作量，而且還可以提高安全性。在通往自主飛行的道路上，人機(jī)交互技術(shù)是當(dāng)前試驗(yàn)驗(yàn)證的重點(diǎn)。

無人駕駛技術(shù)常常被描繪成可能取代飛行員。為此，美國國防部預(yù)研局（DARPA）和西科斯基飛機(jī)公司聯(lián)合開展駕駛艙機(jī)組人員自主系統(tǒng)（ALIAS）驗(yàn)證，旨在開發(fā)一套可以給飛機(jī)帶來高度自動(dòng)化的嵌入式移動(dòng)組件。駕駛艙機(jī)組人員自主系統(tǒng)項(xiàng)目于2016年10月由極光飛行科學(xué)公司和西科斯基飛機(jī)公司完成了第1階段驗(yàn)證工作，2018年10月17日完成了第2階段驗(yàn)證工作。該項(xiàng)目驗(yàn)證了如何使用自主系統(tǒng)來減少現(xiàn)有飛機(jī)的工作量和提高安全性，同時(shí)建立了飛行員對(duì)自主系統(tǒng)的信任，從而為在某些任務(wù)中減少機(jī)組人員鋪平道路。驗(yàn)證試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，人機(jī)交互技術(shù)是自主飛行的關(guān)鍵技術(shù)之一。

作為DARPA項(xiàng)目，駕駛艙機(jī)組人員自主系統(tǒng)的重點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)機(jī)組減員情況下的軍用飛行操作。該項(xiàng)目經(jīng)理丹·帕特說：“通過讓每名操作員更高效，從而使用更少的機(jī)組人員操作同一架飛機(jī)，這將有助于解決訓(xùn)練有素的軍事人員短缺問題，并為國防部帶來豐厚的回報(bào)。”無論飛機(jī)平臺(tái)的電子電路復(fù)雜性如何，DARPA的駕駛艙機(jī)組人員自主系統(tǒng)都能帶來高超的駕駛艙自動(dòng)化水平；增加單飛行員操作的安全性，減少某些任務(wù)的機(jī)組人員；感知系統(tǒng)能讀取儀器，以規(guī)范輔助飛行員操作；聯(lián)網(wǎng)的平板電腦可從空中和地面協(xié)同控制飛機(jī)。

一架西科斯基S-76B改裝的自動(dòng)駕駛飛機(jī)，一輛由DARPA提供的塞斯納“大篷車”飛機(jī)和一輛地面站方艙車參加了在紐約州波基普西市西科斯基子公司AAG總部進(jìn)行的駕駛艙機(jī)組人員自主系統(tǒng)演示。圖片來演：泰德·卡爾森/西科斯基飛機(jī)公司

利用駕駛艙輔助設(shè)備幫助飛行員信任自主系統(tǒng)

（1）極光飛行科學(xué)公司第二階段驗(yàn)證

丹·帕特說，“駕駛艙機(jī)組人員自主系統(tǒng)項(xiàng)目是要制造一架自動(dòng)駕駛的飛機(jī)，而不是排斥駕駛員。駕駛艙機(jī)組人員自主系統(tǒng)可以管理所有的基本程序，這樣飛行員就不用切換開關(guān)，能夠更有效地利用時(shí)間。飛行員可以考慮任務(wù)的內(nèi)容和收集的信息，而不是管理操縱桿和油門。但駕駛艙機(jī)組人員自主系統(tǒng)給駕駛艙帶來的自主性不僅僅限于軍事，而具有短期應(yīng)用和長(zhǎng)期影響。該系統(tǒng)可能在五年內(nèi)完成集成，但是，將商用飛機(jī)從兩名飛行員減少到一名“任務(wù)指揮官”需要管理上的改變，同時(shí)需要幾十年時(shí)間產(chǎn)生足夠的數(shù)據(jù)來證明系統(tǒng)是安全的或更安全的?！?/p>

駕駛艙機(jī)組人員自主系統(tǒng)第二階段試驗(yàn)驗(yàn)證了包含了許多技術(shù)，這些技術(shù)可將自主系統(tǒng)應(yīng)用到幾乎所有飛機(jī)，甚至是沒有航空電子數(shù)據(jù)總線的飛機(jī)，包括讀取模擬儀器的攝像機(jī)系統(tǒng)技術(shù)、通過機(jī)械臂操縱控制器的技術(shù)、允許地面和空中多個(gè)用戶協(xié)同控制飛機(jī)的平板電腦技術(shù)等。

丹·帕特說：“我們有這樣的愿景，自主系統(tǒng)可以最終管理所有低級(jí)飛行任務(wù)。同時(shí)，這些技術(shù)可以使航空飛行更安全?！彼c汽車行業(yè)作了比較，汽車行業(yè)關(guān)注自動(dòng)駕駛汽車的安全性，但許多單項(xiàng)技術(shù)可以使駕駛更安全。

丹·帕特說，“具有監(jiān)視儀表和警告飛行員的極光感知系統(tǒng)，是你想象得到的、可以很快進(jìn)入駕駛艙并在不減少駕駛員的情況下，提高安全性的技術(shù)。駕駛艙機(jī)組人員自主系統(tǒng)的長(zhǎng)期模型是能夠處理突發(fā)事件，幫助篩選所有輸入的復(fù)雜信息，并將其提取為人類能理解的信息的自主系統(tǒng)。”

極光飛行科學(xué)公司在弗吉尼亞州馬納薩斯總部的駕駛艙機(jī)組人員自主系統(tǒng)驗(yàn)證包括，DARPA提供的塞斯納“大篷車”飛機(jī)的飛行，以及在另一架“大篷車”飛機(jī)和貝爾UH-1直升機(jī)（用作硬件回路模擬器）上進(jìn)行的地面演示。該項(xiàng)目還涉及極光飛行科學(xué)公司“半人馬座”自動(dòng)駕駛飛機(jī)的飛行，該飛機(jī)是鉆石DA42雙發(fā)活塞飛機(jī)的改進(jìn)型。

“大篷車”飛機(jī)經(jīng)改裝后，在駕駛艙右側(cè)增加了感知系統(tǒng)，安裝的四個(gè)攝像機(jī)對(duì)準(zhǔn)儀表板并監(jiān)視儀表、開關(guān)和控制器，感知系統(tǒng)讀取并數(shù)字化指針及開關(guān)位置，并將這些飛機(jī)狀態(tài)數(shù)據(jù)提供給駕駛艙機(jī)組人員自主系統(tǒng)。

極光飛行科學(xué)公司的感知系統(tǒng)使用攝像機(jī)讀取模擬儀器和監(jiān)視控制器及開關(guān)，以確定飛機(jī)狀態(tài)。圖片來源：極光飛行科學(xué)公司

取代右側(cè)座椅的是用于操縱駕駛桿和方向舵踏板的托盤加裝致動(dòng)器，以及一個(gè)用于調(diào)節(jié)油門和展開襟翼的六自由度機(jī)械臂。飛行員可以迅速松開機(jī)械臂，如果與飛行員發(fā)生沖突，機(jī)械臂也會(huì)收回。

尚未在“大篷車”飛機(jī)上實(shí)現(xiàn)，但正在開發(fā)的語音識(shí)別系統(tǒng)能使飛行員像跟副駕駛員一樣與駕駛艙機(jī)組人員自主系統(tǒng)進(jìn)行語音交互。首席創(chuàng)新官約翰·泰爾科說：“它能聽從空中交通管制，并將其數(shù)字化輸入駕駛艙機(jī)組人員自主系統(tǒng)系統(tǒng)。它能像副駕駛員一樣服從飛行員指令并進(jìn)行請(qǐng)求-響應(yīng)。如果你錯(cuò)了一步，它會(huì)提醒你?！?/p>

駕駛艙機(jī)組人員自主系統(tǒng)的關(guān)鍵是它需要飛行知識(shí)，而且它必須適用于不同的平臺(tái)。這些知識(shí)包括飛行動(dòng)力學(xué)模型和飛行員手冊(cè)中所有正常和異常操作的規(guī)程。丹·帕特說：“無人機(jī)規(guī)劃的困難之處在于想到每一種可能的情況，對(duì)于現(xiàn)有飛機(jī)而言，這些情況都寫在手冊(cè)里了。自主系統(tǒng)必須學(xué)懂手冊(cè)。”

極光飛行科學(xué)公司的知識(shí)獲取系統(tǒng)基于通用模板，這些模板利用了不同類型飛機(jī)（例如，單引擎或多引擎）的規(guī)程相似的優(yōu)勢(shì)。極光飛行科學(xué)公司表示：“如果是單引擎、固定式起落架的飛機(jī)，我們不需要知道如何收回起落架。我們可以在很短的時(shí)間內(nèi)制作一個(gè)通用的飛行手冊(cè)?！?/p>

在“大篷車”飛機(jī)地面演示中可以看到這些知識(shí)在起作用。在模擬起飛后，飛行員通過平板電腦使用駕駛艙機(jī)組人員自主系統(tǒng)。駕駛艙機(jī)組人員自主系統(tǒng)系統(tǒng)取得飛機(jī)控制權(quán)后，移動(dòng)機(jī)械臂抓住油門桿。飛行員使用平板電腦發(fā)出90°轉(zhuǎn)彎指令；系統(tǒng)讀取儀表數(shù)值后，控制機(jī)械臂加大油門以保持高度。

隨后，通過向駕駛艙機(jī)組人員自主系統(tǒng)快速移交控制權(quán)以穩(wěn)定飛機(jī)水平飛行，極光飛行科學(xué)公司演示了自主系統(tǒng)如何幫助迷失方向的飛行員恢復(fù)正常姿態(tài)。通過模擬變速箱污染導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)故障，證實(shí)了駕駛艙機(jī)組人員自主系統(tǒng)系統(tǒng)具備飛行手冊(cè)中的規(guī)程知識(shí)。

感知系統(tǒng)觀察指示燈，并一直監(jiān)視油壓表。手冊(cè)上寫道，如果壓力值一直高于某一水平，并不算嚴(yán)重的警報(bào)。但如果感知系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)油壓降低且低壓燈亮起，駕駛艙機(jī)組人員自主系統(tǒng)將警告飛行員，并在平板電腦上顯示發(fā)動(dòng)機(jī)故障檢查表。

飛行員確認(rèn)發(fā)動(dòng)機(jī)故障后，系統(tǒng)會(huì)將油門調(diào)整到怠速狀態(tài)，使飛機(jī)達(dá)到最佳滑翔速度。飛行員隨后仔細(xì)核對(duì)檢查表，表中一些任務(wù)交由駕駛艙機(jī)組人員自主系統(tǒng)完成。感知系統(tǒng)監(jiān)測(cè)飛行員的動(dòng)作和駕駛艙指示，以核實(shí)檢查表項(xiàng)目已經(jīng)完成，也會(huì)應(yīng)飛行員要求給予提示。

“半人馬座”飛機(jī)和UH-1直升機(jī)上都安裝了感知系統(tǒng)，極光飛行科學(xué)公司還說，“大篷車”飛機(jī)、DA42飛機(jī)和UH-1直升機(jī)上的駕駛艙機(jī)組人員自主系統(tǒng)硬件和軟件都是相同的，以此驗(yàn)證駕駛艙機(jī)組人員自主系統(tǒng)系統(tǒng)在不同平臺(tái)間的可擴(kuò)展性。

（2）西科斯基飛機(jī)公司第二階段驗(yàn)證

另一場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的駕駛艙機(jī)組人員自主系統(tǒng)演示包括一架由S-76B改裝的自動(dòng)駕駛飛機(jī)——西科斯基自動(dòng)化研究飛機(jī)（SARA）、另一架“大篷車”飛機(jī)和一輛地面站方艙車。該演示在位于紐約州波基普西市的AAG總部進(jìn)行。AAG是西科斯基飛機(jī)公司的子公司，擁有S-76飛機(jī)的部分股份。

在西科斯基矩陣技術(shù)自主系統(tǒng)項(xiàng)目支持下，SARA改裝成遙控自動(dòng)駕駛飛機(jī)，這也代表著駕駛艙機(jī)組人員自主系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的一個(gè)方向。來自同一家商業(yè)運(yùn)營商、由DARPA提供的“大篷車”飛機(jī)則代表另一個(gè)方向：修改現(xiàn)有的自動(dòng)駕駛儀以便與駕駛艙機(jī)組人員自主系統(tǒng)系統(tǒng)共同工作。

西科斯基自主系統(tǒng)項(xiàng)目主任伊格爾·切林賓斯基說，該演示模擬的是最簡(jiǎn)單的貨運(yùn)任務(wù)。其理念是創(chuàng)建一個(gè)“大駕駛艙”，使地面人員和空中機(jī)組人員作為一個(gè)團(tuán)隊(duì)工作，所有人使用相同的、聯(lián)網(wǎng)的平板電腦，通過自主系統(tǒng)管理飛機(jī)。

雖然驅(qū)動(dòng)不同、控制規(guī)則經(jīng)過修改，但西科斯基S-76B SARA直升機(jī)和塞斯納“大篷車”飛機(jī)的自主系統(tǒng)軟件是相同的。圖片來源：西科斯基公司

SARA具備全權(quán)的數(shù)字飛行控制器和三重冗余的自主任務(wù)管理器，從而能夠完全無人駕駛飛行。“大篷車”飛機(jī)具有雙任務(wù)管理器。據(jù)伊格爾·切林賓斯基說，由于駕駛艙機(jī)組人員自主系統(tǒng)通過現(xiàn)有的自動(dòng)駕駛伺服機(jī)構(gòu)控制渦輪螺旋槳飛機(jī)飛行，因此飛行控制權(quán)限只有50%～80%。SARA和“大篷車”飛機(jī)的高性能計(jì)算硬件不同，但運(yùn)行的軟件相同。

西科斯基飛機(jī)公司演示的目的是展示飛行員可以在直升機(jī)上執(zhí)行貨運(yùn)任務(wù)，著陸后，拿著相同的平板電腦并將其連接到“大篷車”飛機(jī)儀表板上，然后使用相同的硬件和軟件執(zhí)行起飛和貨運(yùn)飛行任務(wù)。在兩架飛機(jī)上，駕駛艙機(jī)組人員自主系統(tǒng)就像是擔(dān)任安全駕駛員的第二名機(jī)組人員一樣。

在SARA上，飛行員通過護(hù)膝上的平板電腦操作直升機(jī)。飛行員在觸摸屏上規(guī)劃任務(wù)，同時(shí)將任務(wù)分配給飛行員、地面操作員和駕駛艙機(jī)組人員自主系統(tǒng)。安裝在右窗臺(tái)上的六自由度鼠標(biāo)允許飛行員“猛烈地”改變飛機(jī)位置，從而使終端區(qū)操作更容易，但是操作指令仍需經(jīng)過自主系統(tǒng)。

當(dāng)輸入任務(wù)或指令時(shí)，以及在整個(gè)飛行過程中，路徑規(guī)劃系統(tǒng)自動(dòng)檢查后續(xù)的航線，看SARA上的激光雷達(dá)傳感器是否檢測(cè)到有障礙物。隨后，駕駛艙機(jī)組人員自主系統(tǒng)會(huì)在任務(wù)管理器設(shè)置的約束條件下，自動(dòng)調(diào)整飛行計(jì)劃以避免碰撞。

根據(jù)目標(biāo)航點(diǎn)建立任務(wù)計(jì)劃。伊格爾·切林賓斯基說：“目標(biāo)航點(diǎn)可以是空間中的任何一個(gè)點(diǎn)，”自主系統(tǒng)知道它何時(shí)可以偏離這個(gè)目標(biāo)航點(diǎn)、偏離多少，并且仍然完成任務(wù)?！叭绻愀嬖V它‘在該點(diǎn)降落’，但它做不到，它就會(huì)提示操作者。如果你告訴它‘在附近降落’，但它做不到，它會(huì)找到一個(gè)適合的著陸地點(diǎn)，并告訴操作員‘如果你什么都不做，我就在這里降落?！?/p>

在演示中，SARA手動(dòng)滑行。地面站命令起飛后，S-76B自主升空到40ft懸停，激光雷達(dá)傳感器開始掃描，平板電腦上生成危險(xiǎn)地圖，沖突地區(qū)顯示為紅色。伊格爾·切林賓斯基接著演示了如何在地面上使用平板電腦觸摸地圖以重新定位直升機(jī)。

平板電腦通過Wi-Fi連接到地面站，地面站通過使用可操縱天線的商業(yè)通信鏈路連接到飛機(jī)。伊格爾·切林賓斯基說：“我們使用最先進(jìn)的數(shù)據(jù)鏈加密技術(shù)?！惫蚕砑す饫走_(dá)數(shù)據(jù)需要一條大容量的鏈路，傳輸指令則占用更少的帶寬，而SARA可以使用低速率的銥星鏈路進(jìn)行超視距控制。

通過網(wǎng)絡(luò)，飛行員的平板電腦可以顯示其他用戶輸入的指令。他可以按下“執(zhí)行”按鈕來接受這些更改，或者按“放棄”按鈕拒絕。伊格爾·切林賓斯基說，根據(jù)美國陸軍執(zhí)行貨運(yùn)任務(wù)的方式，飛機(jī)控制權(quán)通過口頭方式無縫移交。

起飛后，飛行員沒有觸碰控制裝置。伊格爾·切林賓斯基說：“駕駛艙機(jī)組人員自主系統(tǒng)可以操縱飛機(jī)直到降落?！盨ARA著陸并手動(dòng)滑行回到停機(jī)坪后，機(jī)組人員轉(zhuǎn)移到“大篷車”飛機(jī)，在飛機(jī)手動(dòng)起飛后，控制權(quán)移交給駕駛艙機(jī)組人員自主系統(tǒng)平板電腦。

由于SARA早已存在，“大篷車”飛機(jī)用于證明駕駛艙機(jī)組人員自主系統(tǒng)的可移植性，并且“表示我們?cè)趦蓚€(gè)月內(nèi)能做什么”。這兩架飛機(jī)“展示了我們?nèi)绾翁峁┮幌盗械膽?yīng)用方案，而不僅僅是一刀切的方法?！?/p>

正如需要駕駛艙機(jī)組人員自主系統(tǒng)一樣，“大篷車”飛機(jī)證明了缺少自動(dòng)駕駛儀的飛行器需要機(jī)器控制。在自主系統(tǒng)控制下，基座上的電子機(jī)械傳動(dòng)器驅(qū)動(dòng)一個(gè)機(jī)械臂調(diào)節(jié)油門，另一個(gè)機(jī)械臂則移動(dòng)襟翼。

伊格爾·切林賓斯基說，西科斯基自主系統(tǒng)并不強(qiáng)調(diào)機(jī)器系統(tǒng)，而是在“大篷車”飛機(jī)駕駛艙安裝了攝像機(jī)收集數(shù)據(jù)，以開發(fā)讀取模擬儀表及開關(guān)的能力，系統(tǒng)還致力于語音識(shí)別研究。飛機(jī)安裝了UTC（聯(lián)合技術(shù)公司）航空航天系統(tǒng)公司的激光雷達(dá)和短波紅外傳感器，以避免碰撞。

西科斯基飛機(jī)公司的駕駛艙機(jī)組人員自主系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)理念包括“分布式解決方案”和“集成解決方案”，“分布式解決方案”提供高度可靠和容忍發(fā)射的“始終在線”加力，但需要修改機(jī)身周圍的幾個(gè)位置，“集成解決方案”將所有東西都放在駕駛艙內(nèi)。

采用分布式方法時(shí)，改裝一架飛機(jī)需要200h或更多的時(shí)間，將駕駛艙機(jī)組人員自主系統(tǒng)應(yīng)用于新平臺(tái)需要大約一年時(shí)間。集成系統(tǒng)能夠在一天到一個(gè)星期內(nèi)快速完成改造和改裝，但只能提供“像自動(dòng)駕駛”的可靠性和部分控制權(quán)。伊格爾·切林賓斯基說：“‘大篷車’飛機(jī)介于兩者之間。”

人機(jī)交互是DARPA/西科斯基飛機(jī)公司自主飛行的重點(diǎn)

極光飛行科學(xué)公司和西科斯基飛機(jī)公司都已經(jīng)完成了駕駛艙機(jī)組人員自主系統(tǒng)第2階段驗(yàn)證試驗(yàn)，該階段將培育篩選出來的技術(shù)，并將這些技術(shù)在另一個(gè)不同的平臺(tái)上進(jìn)行飛行試驗(yàn)。丹·帕特說，DARPA將篩選集成商，但目前還未決定是哪家公司。在第三階段驗(yàn)證中，極光飛行科學(xué)公司投標(biāo)的重點(diǎn)是感知和語音識(shí)別，而不是機(jī)器驅(qū)動(dòng)。其總裁兼首席運(yùn)營官馬克·切利說：“我們已經(jīng)知道團(tuán)隊(duì)準(zhǔn)備接受什么。近期，飛行員還沒做好啟動(dòng)準(zhǔn)備，他們準(zhǔn)備好了感知、檢查、語音識(shí)別和復(fù)述檢查清單。”而西科斯基飛機(jī)公司第3階段的策略是“圍繞領(lǐng)域和資格集成，將繼續(xù)發(fā)展重點(diǎn)技術(shù)，以更多智能、規(guī)劃和人機(jī)交互能力為中心?！?/p>

因此，丹·帕特說，“長(zhǎng)期來看，駕駛艙機(jī)組人員自主系統(tǒng)所展示的技術(shù)是駕駛艙自動(dòng)化系統(tǒng)變得更魯棒的關(guān)鍵，可能從根本上改變?nèi)藗兣c飛機(jī)的交互方式。”要突破范例很難，但這可能是將自動(dòng)化技術(shù)引入飛行的方法。“很明顯的是，未來只有一個(gè)機(jī)組人員的駕駛艙或者自動(dòng)駕駛飛機(jī)，不能像今天的樣子。”

ALIAS第3階段于2017年1月獲批，其重點(diǎn)是將駕駛艙機(jī)組人員自主系統(tǒng)集成到美國陸軍西科斯基UH-60“黑鷹”通用直升機(jī)。該系統(tǒng)定于2018年在西科斯基飛機(jī)公司UH-60A上進(jìn)行飛行試驗(yàn)，UH-60A將于2019年在美國軍事基地進(jìn)行兩次任務(wù)演示。

在第3階段驗(yàn)證中，西科斯基飛機(jī)公司展示了飛行員在模擬軍事任務(wù)中與自主系統(tǒng)交互的新方法，這些飛行利用位于弗吉尼亞州尤斯特斯堡的S-76試驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行。作為駕駛艙機(jī)組人員自主系統(tǒng)的第3階段，除了在2016年項(xiàng)目第2階段中展示的平板接口外，10月17日的飛行還引入了飛行控制操縱器作為與自主系統(tǒng)交互的手段。

DARPA項(xiàng)目經(jīng)理格雷厄姆·德羅澤斯基（Graham Drozeski）說，在尤斯特斯堡的飛行顯示了一系列的能力，包括端到端的自主任務(wù)以及飛行員通過駕駛艙機(jī)組人員自主系統(tǒng)使用飛行控制操縱器而不是傳統(tǒng)的周期距與總距控制來駕駛直升機(jī)。

根據(jù)與DARPA的第三階段協(xié)議，美國陸軍還將裝備配備有駕駛艙機(jī)組人員自主系統(tǒng)的UH-60M，同時(shí)西科斯基飛機(jī)公司還致力于將可確認(rèn)的自主能力集成到其S-92商用直升機(jī)。這項(xiàng)工作“將持續(xù)到2020年及以后。

格雷厄姆·德羅澤斯基說，“在尤斯特斯堡的S-76 西科斯基自動(dòng)化研究飛機(jī)（SARA）的飛行在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中證實(shí)，駕駛艙機(jī)組人員自主系統(tǒng)可以集成至UH-60”。UH-60的飛行以空中機(jī)動(dòng)、傷員輸送和路線偵察任務(wù)為模型；S-97的任務(wù)是飛行低空路線，避開電線，在多個(gè)偏遠(yuǎn)狹窄區(qū)域起飛和著陸，自主探測(cè)著陸區(qū)內(nèi)的障礙。

最新版本的駕駛艙機(jī)組人員自主系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)級(jí)別的控制，從預(yù)先計(jì)劃的、完全自主的任務(wù)到飛行中的動(dòng)態(tài)重新規(guī)劃和實(shí)時(shí)控制。駕駛艙操縱器的右搖桿控制滾轉(zhuǎn)和空速，左搖桿控制偏航。

西科斯基飛機(jī)公司試飛員馬克·沃德說：“你可以預(yù)編程駕駛艙機(jī)組人員自主系統(tǒng)以自主執(zhí)行任務(wù)，然后在 “飛行回路”中使用左手和右手控制器修改X、Y和Z軸的計(jì)劃。”他說，尤斯特斯堡的飛行任務(wù)從飛行員零交互的完全自主到“操作飛行控制操縱器和飛行”，其中，完全自主通過飛行員與編入駕駛艙機(jī)組人員自主系統(tǒng)的總體任務(wù)目標(biāo)交互的混合模式進(jìn)行。

西科斯基飛機(jī)公司飛行員馬克·沃德（右）訓(xùn)練一位新的直升機(jī)操作員如何使用駕駛艙機(jī)組人員自主系統(tǒng)自主技術(shù)。圖片來源：西科斯基飛機(jī)公司

在第2階段，西科斯基飛機(jī)公司展示了在S-76 SARA（圖中前者）和塞斯納“大篷車”飛機(jī)之間連接駕駛艙機(jī)組人員自主系統(tǒng)的能力。圖片來源：西科斯基飛機(jī)公司

增加的飛行控制操縱器接口使飛行員能夠快速地與駕駛艙機(jī)組人員自主系統(tǒng)交互。西科斯基自主系統(tǒng)總工程師伊格爾·切林賓斯基說，“我們希望以一種敏捷的方式進(jìn)行交互，因此我們開發(fā)了一個(gè)流暢的接口，使系統(tǒng)能夠立即做出反應(yīng)。”他說，自主系統(tǒng)需要能夠?qū)Α叭祟惖耐话l(fā)奇想”做出反應(yīng)，比如飛行員決定向左而不是向右繞過一座山。增加的飛行控制操縱器需要“更快的動(dòng)作和任務(wù)規(guī)劃算法”。

伊格爾·切林賓斯基說，“我們的重點(diǎn)是使飛行員能夠在不同程度與駕駛艙機(jī)組人員自主系統(tǒng)的自主能力進(jìn)行交互，從而能夠以最高效率、最有效的方式執(zhí)行任務(wù)。”機(jī)組人員可以與駕駛艙機(jī)組人員自主系統(tǒng)進(jìn)行交互，以修改幾分鐘前計(jì)劃好的飛行路徑，并且自主系統(tǒng)將調(diào)整以實(shí)現(xiàn)預(yù)定的任務(wù)目標(biāo)?；蛘撸绻霈F(xiàn)緊急情況，飛行員可以抓住操縱桿，自主系統(tǒng)將會(huì)立即做出反應(yīng)?！?/p>

德羅澤斯基說，盡管駕駛艙機(jī)組人員自主系統(tǒng)一直致力于將自主性作為減少機(jī)組人員工作量的一種方式賦予有人駕駛飛機(jī)而非無人駕駛機(jī)，“在其過程中，該項(xiàng)目變得強(qiáng)調(diào)人和機(jī)器的交互作用，但這在四年前可能還不是很清楚。”

DARPA預(yù)計(jì)這項(xiàng)技術(shù)將集成到現(xiàn)有和未來的軍用飛機(jī)。德羅澤斯基說，“這是減少旋翼飛機(jī)事故的一種方法，可控飛行撞地（CFIT）和人為失誤仍然是直升機(jī)墜毀的主要原因。我們期望看到由于自主架構(gòu)和能力，直升機(jī)災(zāi)難和事故將顯著減少?！?/p>