全力打造航电AI“智多星” 2022-06-07 

  

孟浩 王增勇
  当前,人工智能技术发展浪潮汹涌澎湃,在直升机领域也在不断开展新的“跨界”。通过AI技术为装备赋能,能让我们的直升机“耳”更清、“眼”更明、“头脑”更灵活。
  航空工业直升机所智能项目团队从任务场景和使用需求出发,通过正向设计挖掘出飞行过程的智能化应用结合点,发挥主机牵头作用,携手国内航空智能领域各路顶尖“高手”,共同打造了一款AI飞行助手系统——“智多星1.0”,我们亲切地叫它“小智”。“智多星1.0”不同于以往的机载设备,具有高算力、大容量、易扩展等特点,其搭载了多款机载智能APP,各个“独当一面”,又能“精诚合作”,真正实现了“软件定义”的全流程智能化任务能力。
  不同于民用AI技术可以依靠大数据驱动不断学习和试错,现阶段直升机领域的AI落地,更强调将飞行员的“经验值”灌输给AI,以更好地实现“人的因素”和“装备因素”紧密结合,而“小智”的飞行教员则来自国内顶尖的直升机飞行团队。
  AI系统开始飞行学习之旅从项目启动后,飞行团队就全过程关注着“小智”的成长,但因为疫情等因素影响,只能通过函审等方式进行远程指导。“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”,在津门历经8个月日夜训练后,我们的“小智”终于学会了一些理论常识,见识了一些虚拟风景,踏上严格的试飞考验之旅。
  为了迎接“小智”的到来,飞行团队组织了强大的试飞团队,通过技术交流、座舱实习等方式,对“小智”的综合素质有了更深入的了解。在历经一些“水土不服”的波折后,“小智”终于与原机的航电老大哥搞好了关系,飞行团队终于可以带着“小智”扶摇直上,在真实环境下“打怪升级”。
  第一次两个多小时的本场飞行后,“小智”还算“生龙活虎”,飞行员对这个第一次上天的“小家伙”也是善意满满,“显示效果清晰,拼得很好”“不错,这个也能识别”“基本功能检查正常,感觉良好”。设计团队美滋滋地将“小智”捧回临时搭建的试验室进行数据分析,才发现这家伙“外表酷酷,腹中空空”,试飞数据一点没记住,后面还是借助原机的视频记录,才还原了其在空中的表现。
  本场飞行的环境和动作毕竟简单,仅仅是一场“热身”。作为这片空域的常客,飞行员与设计团队密切沟通了后续试飞安排,精心设置了测试科目和飞行航路,他们也迫切想了解“小智”的真实本领。
  在实战化飞行中升级与成长经过紧急调整后,“小智”的记忆力显著提升,也迎来了紧张的调整试飞。在更贴近实战化的场景下,经过几轮试飞,“小智”的局限与知识短板在真实试飞面前都暴露了出来:距离过近、虚警较多、动态调整太频繁、末段显示消失、部分识别异常、飞行程序使用不规范……飞行员根据自己丰富的经验,将发现的问题一一进行记录和反馈。设计团队立刻投入到日夜不停的分析数据、训练模型和升级软件中,在飞行团队的通力配合下,占用夜间和周末的闲暇时光,带着“小智”在机库里进行了大量的地面验证工作。
  “知之非艰,行之惟艰”,经过升级的“小智”终于适应了试飞的节奏,但是在飞行员眼里依然还存在不少问题。飞行员不遗余力按照设定的计划一遍遍精准操控,克服大风、雾霾等不利影响,在略显扭曲的航路上反复示教;一次次下降高度,在复杂的地貌间快速穿行,不断探索着极限的安全边界。飞行员将宝贵的飞行经验也与“小智”研制团队进行了无私分享。飞行机组不仅是飞行考官,更是飞行教员,他们通过言传身教,让“小智”快速成长,一步步飞向考核的关口。
  通过大考 未来可期“小智”的学习能力还是很强的,在飞行教员和研制团队的帮助下,“小智”快速消化吸收了大量数据,任务能力逐渐成熟,终于有点“上知天文、下晓地理”的样子,只是有时还容易“头脑发热”。飞行员也逐渐熟悉“小智”的行为模式,使用起来也更得心应手。
  终于要到考核的日子,数十项科目中有些带有一定战术背景,要求试飞员对“小智”完全信任。临近大考,整个项目团队又进入了战时状态,将过往飞行视频又全部进行了多轮回放,重点场景更是逐帧分析,通过和试飞机组密切沟通,新增了一些保护性处理逻辑,让“小智”的表述更为清晰可靠,确保万无一失。
  考核当天,随着试飞机组和塔台指挥员的沟通,“小智”开始了自己的“表演”。机长严格按照“小智”的提示进行操纵,将误差精准控制在要求区间的1/3之内。战机在空中划过一条优美的轨迹,那正是“小智”脑海中的样子,当指示符归零时,战机准确达到预定位置。“显示清晰,指示准确,可以满足复杂条件下使用要求”,试飞员给“小智”的表现给予了充分肯定。
  当试飞验证工作接近尾声时,团队携带的专用大容量硬盘阵列也已被各式各样的数据塞满。但“小智”的升级之路还远没有停止,通过飞行员的悉心指导,我们的航电“智多星”已然开窍,正向着更丰富的任务能力加速演进,未来可期。