飛機為什麼不能都讓電腦來飛?

飛機為什麼不能都讓電腦來飛?

文・翟本喬

很多人認為,每次的飛機起降都是一樣的程序,就像每支手機組裝都是一樣的程序。但實際上,每次都會有少許的不同。這少許的不同,對人類來說,是很容易彌補的,但電腦系統很可能根本無法察覺,最終釀成大禍。

類似的問題,也可以問:高階手機為什麼不能都讓機器人來組裝?

兩個看似無關的問題,其實有相近的答案:感測器不夠多。

很多人認為,每次的飛機起降都是一樣的程序,就像每支手機組裝都是一樣的程序。但實際上,每次都會有少許的不同。這少許的不同,對人類來說,是很容易彌補的,但電腦系統很可能根本無法察覺,最終釀成大禍。

以手機組裝來說,一支高階手機可能有大約一百個螺絲。螺絲製造的時候多少有一點公差,這公差對裝汽車輪胎來說可能沒關係,但對手機鏡頭這麼小尺寸的東西來說,相對就很重要。

鎖螺絲的時候,如果到一半有點卡卡的,熟練的師傅就知道馬上停止,退一點再鎖一次,再不行就換一顆;但生手可能就硬鎖下去,雖然當場看來沒事,但可能導致下游十個工站以後的另一個零件裝不上去,或是會把螺牙弄壞,造成以後無法維修。

人類之所以能夠做到這一點,是因為手掌和手指上有幾千個觸覺神經末稍,可以發現「有點卡卡的」;而工業機器人沒有,所以只能讓人類來做。

3個原因,機器人無法取代人類

那你也許會問:工業機器人為什麼不大量安裝感測器?這有幾個原因:

1. 感測器很貴

感測器要量到有意義的數據的話,距離要大一點,不像晶片,可以集中大量製造,於是相對成本就比較高。而感測器的製程,也不像電晶體那麼單純容易控制,做好之後的校準也是要花很多工夫。

2. 感測器很大

電晶體的大小,現在是以一兩位數奈米來算的。感測器目前的尺寸還是在微米級,也就是幾百到幾千倍的尺寸;再加上每一個都要單獨包裝,佈線連接,佔據的空間相對就多了很多,於是就無法像人的手指上有那麼多的感測點。

3. 感測器要怎麼用還不知道

AI 的訓練需要模型和數據,對於什麼是「卡卡的」「怪怪的」,目前還沒有很好的定義,也沒有人找出訓練的方式。

前面兩點比較好解決的,只要有足夠的經濟效益,自然有人會砸大錢去開發。第三點才是關鍵:不知道該怎麼用的話,前面的開發方向可能完全錯誤而浪費了。

這次出來批評機師罷工的某位政府高官,幾年前在幫一位市長候選人助選的時候,協助他制定政策。其中,關於智慧城市部分列出了一項:廣佈光纖、WiFi、和感測器。

我看了之後大驚失色,問他說:「你要佈什麼樣的感測器?溫度、溼度、壓力、風向、風速、降雨、日照、空氣品質、重力、磁力、電磁波、輻射、聲音、影像、還是還有其他的?要佈多密?收集到的數據要用來做什麼事?怎麼用?」

結果他全部不知道,於是就把這項政見改掉了。

這些方面的研發不是不該做,只不過應該放在科技部補助大學來做,而不是在還沒成熟的時候,直接放在市政建設裡。

科幻電影的飛機雷達,真那麼神?

回到飛機的主題。先看另一個例子:避免空中相撞。

我小時候看到飛機相撞的新聞,直覺地認為:「飛機上為什麼不都裝上雷達?這樣就可以看到別的飛機在哪裡了。」後來才知道:

1. 雷達沒有像科幻電影裡那麼神,隨時知道所有的飛機在哪裡。掃描繞一圈回來要很久,而且很多角度都看不到。

2. 有更簡單的方法能解決大部分的可能相撞,例如事先指定航道。每架飛機在空中走不同的航道,距離拉開,自然就不太可能相撞了。而在距離近的地方,例如機場附近,則是由塔台統一管制飛機的移動。

3. 雷達很貴、很大、很費電。只為了少數情形下相撞的避免,而將所有飛機裝上雷達,是不合經濟效益的。後來的避撞解決方案,是以一種短程的無線電或雷達,只有在飛機接近的時候發出警告。

4. 雷達很危險。為了偵測遠處的回波,雷達發射的功率很大。以戰機的雷達為例,在掃描目標的時候,前面如果有小鳥飛過,是很可能直接被烤熟的。(更正:不會直接烤熟,但大約和微波爐差不多。)

這兩個時段,絕不能用自動駕駛

再回到自動駕駛的主題:要讓飛機自動飛行,要花多大的工夫?

首先要有足夠的感測器。這包括附近的氣候、氣流、陣風、地面的形狀、其他突然出現的物品、飛機本身部件的運作狀況、重量分佈等等。

要用什麼樣的感測器?主動式(雷達或光達)還是被動式?要以多大的時空解析度來佈建,也是重要課題。收集了這些數據之後,又要如何控制飛機?飛機有部份受損時要怎麼辦?這些目前都還沒有解決方案。

就算以上問題都有解決方案,也要經過若干年嚴謹地反覆驗證,證明它的穩定性可以達到水準,才能引進。畢竟目前航空公司的肇事率,是以每百萬次飛行為單位來算的,電腦要做到比人好,還有很大的距離。

這就是為什麼現在飛機的自動駕駛,還是只能用在中間平穩飛行那段,而不能用在起降的時候。

這也是為什麼機師的薪水看起來很高,因為這份工作真的很難。不信你去試試看,我知道我不行。

(本文獲翟本喬授權轉載

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