培训一个汽车司机要比培训一个飞行员容易得多,为什么反而是飞机可以自动驾驶,汽车不行呢?飞机、船舶乃至导弹和航天器的自动驾驶(autopilot)与无人车的自动驾驶(self-driving)是两个既相互关联又截然不同的概念。前者是协助驾驶员完成相对简单重复的劳动,后者则是取代驾驶员完成复杂的判断和操作。
飞机的自动驾驶早在1910年代就出现了,1930年代成熟,工程师把飞机的升降舵、副翼和方向舵与陀螺仪和高度计相连,飞机可以根据设定的方向和高度飞行。直到今天,这种结构没有本质变化。飞机的自动驾驶仪就是让飞机按照设定的轨迹和速度飞行。简单形象地说,飞机自动驾驶替代的是“飞行员看仪表指针并在指针偏离设定值时按固定动作修正回来”的操作。
飞机的自动驾驶大幅减轻飞行员的负担,使得飞行员可以关注其他操作,例如监控飞机状态、天气情况等等。当需要复杂、精确驾驶的时候,例如起飞降落、地面滑行、碰撞警告时,飞行员会适时介入。飞机自动驾驶仪设计的参数并不多,不能太处理复杂情况。之所以飞机能够用于这个功能,因为天空飞行和海洋航行、太空飞行一样,在巡航阶段的很多情况下并没与什么“情况”。
巡航阶段即使发现情况,也不会立即发生事故,飞行员有时间接手处理。汽车则完全不同。汽车在道路行驶的情况比空中航线复杂得多。
无人车需要大量的传感器;需要判断道路方向、车道变换,判断路面状况、路肩停车位置;需要精确识别道路上的物体多大、速度、距离和方向,还要猜测物体下一步可能发生的运动改变;需要读懂信号灯和道路标记;需要控制刹车、加速、转向、变道合规合理且乘坐舒适,并在紧急情况打破形式限制;将来甚至还需要在发生事故中知道如何选择更轻微的事故方式。
对于人来说近乎本能的驾驶反应,对于无人车来说则是大量传感数据、综合处理和算法积累。飞机的自动驾驶完全不需要这些。其实飞机在地面滑行和起降的时候,尽管机场交通情况远没有公共道路复杂,飞机一样还是不能自动驾驶。培养飞行员比汽车驾驶员复杂的多,但这些培训是基于人类本身灵活适应多样情况的能力和智慧,飞机自动驾驶并不需要这些能力和智慧,汽车自动驾驶需要模拟这些能力和智慧,这是二者的巨大差异。