
Ella Atkins是密歇根大學(xué)航空航天工程教授,專門研究自動(dòng)化系統(tǒng)。Atkins說:“我們需要監(jiān)管機(jī)構(gòu)現(xiàn)代化。這樣,企業(yè)如果要申請(qǐng)適航證,監(jiān)管機(jī)構(gòu)就能和企業(yè)技術(shù)專家深入接觸。”
3月10日,埃塞俄比亞航空公司運(yùn)營(yíng)的一架波音737MAX飛機(jī)墜毀,這是5個(gè)月以來(lái)該機(jī)型第二次發(fā)生墜機(jī)事故。埃航事件后,波音停止了737MAX的交付。737是波音銷量最佳的飛機(jī),MAX是737的新機(jī)型。
波音公司CEO Dennis Muilenburg已經(jīng)承認(rèn),737MAX機(jī)型的新型飛行控制特性——機(jī)動(dòng)特性增強(qiáng)系統(tǒng)(MCAS)是墜機(jī)的一個(gè)因素(墜機(jī)事故共導(dǎo)致346人遇難)。此事對(duì)波音利潤(rùn)的影響開始顯現(xiàn)。波音表示,該機(jī)型停飛及努力解決問題帶來(lái)的初步成本達(dá)10億美元。該公司還表示,已經(jīng)停止回購(gòu)股票。截至3月31日的一個(gè)季度,波音銷售額同比下降2%,降至229億美元,凈利潤(rùn)降低13%,降至21.5億美元。
美國(guó)聯(lián)邦航空局也受到了審視。美國(guó)國(guó)會(huì)、各國(guó)航空部門組成的國(guó)際委員會(huì)、美國(guó)交通部總監(jiān)察長(zhǎng)、美國(guó)聯(lián)邦檢察人員都在研究MCAS的適航情況。737MAX安裝的新發(fā)動(dòng)機(jī)體積更大,因此飛機(jī)容易上翹。MCAS的設(shè)計(jì)初衷就是為了抵消這種趨勢(shì),在特定機(jī)動(dòng)中自動(dòng)壓低機(jī)頭。MCAS的歸類是對(duì)安全并無(wú)關(guān)鍵影響,因此一個(gè)沒有冗余的傳感器就能將其激活。美國(guó)聯(lián)邦航空局和波音以為,MCAS如果故障,飛行員會(huì)將其視為飛機(jī)的自動(dòng)安定面配平系統(tǒng)出現(xiàn)問題(先前737機(jī)型配有該系統(tǒng)),按照先前已經(jīng)存在的程序?qū)⑵潢P(guān)閉。
然而,埃航空難和去年10月29日印尼獅航空難調(diào)查的先期報(bào)告顯示,兩起事故中,傳感器失效,導(dǎo)致MCAS不當(dāng)激活,而且飛行員無(wú)法采取行動(dòng)將其抵消,結(jié)果飛機(jī)俯沖,發(fā)生致命事故。
雖然737MAX發(fā)生墜機(jī),但是很多觀察人士表示,當(dāng)前的航空器軟件的安全認(rèn)證流程總體來(lái)說表現(xiàn)良好。對(duì)于安全有關(guān)鍵意義的程序失效,無(wú)法按照設(shè)計(jì)運(yùn)行的情況很罕見。相反,問題的源頭往往在于——人們未能預(yù)見到設(shè)計(jì)規(guī)格中的危險(xiǎn)點(diǎn),例如飛行員與系統(tǒng)互動(dòng)的方式可能是出乎人們預(yù)料的,MCAS案例似乎就是如此。
麻省理工學(xué)院航空教授R. John Hansman說:“人員與自動(dòng)化設(shè)置共存的系統(tǒng)非常難以分析。這部分是因?yàn)椋说男袨椴⒉豢煽俊?rdquo;
軟件問題造成的航空事故似乎很少(先前有一個(gè)空客A330飛機(jī)的案例,與波音737MAX墜機(jī)事件有相似之處)。航空業(yè)的變化速度緩慢,這也對(duì)安全起了幫助。飛機(jī)制造商往往每隔10到20年才推出新一代客機(jī)。為了降低成本,制造商還重復(fù)使用已經(jīng)獲得認(rèn)證的代碼,而不是完全重新編寫軟件。
787是波音最先進(jìn)的客機(jī)。Hansman表示,即使是787的飛行控制系統(tǒng),也采用了為年代久遠(yuǎn)得多的飛機(jī)編寫的程序。
美國(guó)聯(lián)邦航空局預(yù)算和人員有限,幾十年來(lái)依靠產(chǎn)業(yè)界來(lái)承擔(dān)航空器安全認(rèn)證的多數(shù)工作。美國(guó)政府問責(zé)辦公室的一份報(bào)告顯示,截至2013年,該項(xiàng)工作有超過90%由聯(lián)邦航空局監(jiān)管的制造商的員工和委派咨詢?nèi)藛T完成。軟件認(rèn)證流程的重點(diǎn)則是要闡明需要程序做什么工作,并要確保程序與上述要求匹配。聯(lián)邦航空局任命的代表負(fù)責(zé)指導(dǎo)開發(fā)人員制訂測(cè)試計(jì)劃,并且審查部分測(cè)試。但是,聯(lián)邦航空局本身并不實(shí)際運(yùn)行任何程序。
埃航空難后,聯(lián)邦航空局代局長(zhǎng)Daniel Elwell出席國(guó)會(huì)委員會(huì)會(huì)議時(shí)表示,該局員工人數(shù)需要增加大約1萬(wàn)人,預(yù)算需要增加大約18億美元,才能自行承擔(dān)認(rèn)證工作。
不過,專家警告稱,該局需要以更加精密的手段評(píng)估針對(duì)無(wú)人機(jī)和城市空中出租車開發(fā)的算法。
斯坦福大學(xué)航空航天教授Mykel Kochenderfer是該校人工智能安全中心的聯(lián)席主任,也是SAIL-豐田人工智能研究中心(SAIL-Toyota Center for AI Research)的主任。Kochenderfer表示,就當(dāng)前的飛行控制系統(tǒng)而言,“核查的東西就是,針對(duì)給定的某些輸入,是否能得到預(yù)期中的輸出。”
控制自動(dòng)駕駛汽車和航空器的軟件必須能夠從經(jīng)驗(yàn)中學(xué)習(xí),并且能應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)人員未能預(yù)見到的情況。此類軟件的決策可能難以解釋。
Kochenderfer說:“自動(dòng)化系統(tǒng)的行為反常時(shí),這種行為是對(duì)還是錯(cuò)?有時(shí),這種行為的解釋非常復(fù)雜。”
波音Aurora Flight Sciences、德事隆旗下貝爾直升機(jī)、億萬(wàn)富豪拉里·佩奇的Hawk等開發(fā)城市空中出租車的公司正在與美國(guó)聯(lián)邦航空局討論制訂一個(gè)產(chǎn)品上市路線圖。密歇根大學(xué)學(xué)者Atkins表示,上述企業(yè)和聯(lián)邦航空局在計(jì)算機(jī)科學(xué)方面存在巨大的人才差距,對(duì)話的天平因此偏向產(chǎn)業(yè)界一方。
她表示,關(guān)鍵在于,聯(lián)邦航空局必須聘用更多計(jì)算機(jī)科學(xué)專家,形成獨(dú)立驗(yàn)證、核查代碼的能力。
幾年來(lái),Hansman主持的一個(gè)聯(lián)邦航空局研發(fā)和工程顧問委員會(huì)一再警告稱,該局需要加強(qiáng)軟件等技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)。但是,該局要招徠計(jì)算機(jī)科學(xué)畢業(yè)生,就要與硅谷和城市空中交通初創(chuàng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng),后者向人才提供了創(chuàng)造新事物和賺大錢的精彩機(jī)遇。要與這些地方爭(zhēng)奪人才,挑戰(zhàn)實(shí)在很大。
聯(lián)邦航空局表示,該局官員無(wú)法接受采訪。一位發(fā)言人通過電子郵件對(duì)福布斯表示,該局在計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化系統(tǒng)方面具有很強(qiáng)的能力,并且將以漸進(jìn)方式引入自動(dòng)化航空器。
專家表示,相信自動(dòng)化系統(tǒng)安全性的技術(shù)問題能夠解決,但是解決問題的成本是否可以負(fù)擔(dān)得起,這是另一個(gè)問題。
聯(lián)邦航空局要求,客機(jī)對(duì)于安全有關(guān)鍵意義的傳感器和系統(tǒng)都要有冗余安排;例如,民航客機(jī)通常有3臺(tái)獨(dú)立的飛行引導(dǎo)計(jì)算機(jī)。安裝后備系統(tǒng),就意味著增加成本,增加重量,減少業(yè)載。鑒于多數(shù)自動(dòng)空中出租車概念的尺寸較小,上述系統(tǒng)可能導(dǎo)致在商業(yè)上不合算。Hansman說:“我懷疑,能不能以負(fù)擔(dān)的起的價(jià)格,在小型自動(dòng)化載具實(shí)現(xiàn)同等的完好性。”
這樣一來(lái),就必須持續(xù)減小電子產(chǎn)品的尺寸。例如,霍尼韋爾已經(jīng)為無(wú)人機(jī)開發(fā)的雷達(dá)傳感器,尺寸和一本簡(jiǎn)裝書一樣。研究人員還在開發(fā)方法,用基于物理的模型來(lái)替代冗余傳感器。然而,還有很多工作要做。737MAX墜機(jī)事故使人們關(guān)注飛行控制。人們意識(shí)到,機(jī)器部件可能失效,釀成災(zāi)難。這都警醒著人們,要記住此事干系重大。
明尼蘇達(dá)大學(xué)航空航天工程教授Peter Seiler說:“聊聊亞馬遜包裹遞送,和優(yōu)步城市空中出租車,倒是挺有意思。但是,不能以為自己做了一輩子飛機(jī),飛機(jī)部件失效的事情很罕見,一切就都會(huì)天下天平。技術(shù)問題是存在的,要維持安全性和可靠性的記錄,就必須解決這些問題。”