鳥(niǎo)兒并不總是靠振翅飛翔，很多時(shí)候會(huì)充分利用上升的熱氣流，并能夠根據(jù)氣流變化精確導(dǎo)航?，F(xiàn)在，科學(xué)家們?cè)噲D在AI技術(shù)的幫助下，讓滑翔機(jī)也學(xué)會(huì)這項(xiàng)非凡的本事。

鳥(niǎo)兒并不總是靠著振翅來(lái)飛翔，有時(shí)也會(huì)利用名為熱氣流來(lái)幫助自身飛行。大翼展的鳥(niǎo)兒可以在高空停留數(shù)小時(shí)之久，同時(shí)只消耗最少的能量。

鳥(niǎo)兒可以在不可預(yù)測(cè)的氣流中把握微小的氣流變化，并根據(jù)變化進(jìn)行導(dǎo)航，人們對(duì)這個(gè)具體機(jī)制還并不是很清楚。現(xiàn)在，科學(xué)家現(xiàn)在正在使用人工智能來(lái)學(xué)習(xí)鳥(niǎo)兒的技巧，希望可以把這個(gè)本領(lǐng)搬到飛機(jī)上。

在本周發(fā)表在《自然》期刊上的一篇論文中，來(lái)自美國(guó)和意大利的大學(xué)研究人員使用機(jī)器學(xué)習(xí)訓(xùn)練算法來(lái)控制滑翔機(jī)實(shí)施針對(duì)熱氣流的導(dǎo)航。這不是人們首次將人工智能用在這類(lèi)任務(wù)上了（微軟去年發(fā)布了與此類(lèi)似的成果），但這是第一次使用真實(shí)航班的數(shù)據(jù)來(lái)更新和改善AI在該領(lǐng)域的表現(xiàn)。

該成果表明，未來(lái)的自主駕駛飛機(jī)可以利用熱氣流飛行，而不再完全依賴燃料等動(dòng)力源飛行。而且人工智能可以幫助我們確切地弄清楚飛翔的鳥(niǎo)類(lèi)為何能夠如此出色地利用這一機(jī)制。

在訓(xùn)練算法時(shí)，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，在訓(xùn)練系統(tǒng)滑翔機(jī)實(shí)施平穩(wěn)導(dǎo)航時(shí)，一些因素——尤其是垂直風(fēng)加速度和側(cè)向風(fēng)等信息也非常重要。他們認(rèn)為，同樣的情況可能適用于鳥(niǎo)類(lèi)。

有AI控制的滑翔機(jī)ParkzoneRadian Pro在天空飛翔（沒(méi)錯(cuò)，就是圖片中間的那個(gè)小東西）。

為了創(chuàng)建他們的AI系統(tǒng)，研究人員使用強(qiáng)化學(xué)習(xí)。這是一種像試錯(cuò)原理相似的訓(xùn)練工具。向系統(tǒng)輸入大量信息，并要求它以實(shí)現(xiàn)某種獎(jiǎng)勵(lì)最大化的方式運(yùn)行。系統(tǒng)在沒(méi)有預(yù)先知曉任務(wù)的情況下開(kāi)始運(yùn)行，隨著時(shí)間的推移逐步學(xué)習(xí)如何正確行事。

在本文討論的示例中，系統(tǒng)的輸入包括飛行信息，如滑翔機(jī)的俯仰角、航向偏離情況，地面速度和風(fēng)速等。而系統(tǒng)尋求的獎(jiǎng)勵(lì)最大化目標(biāo)是爬升速度（即獲得飛行高度的速度）。

研究人員首先在模擬器中訓(xùn)練他們的算法，然后在現(xiàn)實(shí)環(huán)境下繼續(xù)訓(xùn)練。他們?cè)诩又莸奶炜罩羞M(jìn)行了大約240次飛行，每次飛行時(shí)間平均持續(xù)約三分鐘。研究人員使用手動(dòng)控制器，將滑翔機(jī)引導(dǎo)到一個(gè)固定的位置，然后由人工智能接管，利用熱氣流（氣流速度可達(dá)每秒數(shù)米）進(jìn)行爬升。

“在理想的條件下，滑翔機(jī)可以在高空停留大約45分鐘，”該論文的作者之一Gautam Reddy說(shuō)。“有時(shí)候風(fēng)太大，滑翔機(jī)應(yīng)對(duì)不了，我們只能提前召回。我們?cè)跍y(cè)試中使用了一些酷似老鷹的滑翔機(jī)，還有一些真的鷹在和測(cè)試機(jī)一起滑翔。”

滑翔機(jī)飛行數(shù)據(jù)的兩個(gè)示例圖。綠點(diǎn)是起始位置，紅點(diǎn)是終點(diǎn)

在我們可以真正使用AI控制的熱氣流滑翔機(jī)進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用之前，還有很多工作要做。這只是鳥(niǎo)類(lèi)輔助自身飛行的氣流中的一種。換句話說(shuō)：僅僅因?yàn)锳I可以駕馭熱氣流，也不意味著它可以駕馭來(lái)自世界各地的其他類(lèi)型的風(fēng)。

不過(guò)Gautam和他的同事對(duì)該項(xiàng)目的未來(lái)充滿信心。他們表示，制造出可以利用AI遠(yuǎn)距離導(dǎo)航熱氣流的自動(dòng)滑翔機(jī)并不是難度太大的事情。 “我們期待著在未來(lái)能夠?qū)崿F(xiàn)這一點(diǎn)，”Gautam說(shuō)。

這種技術(shù)可以用于長(zhǎng)期的科學(xué)調(diào)查和雄心勃勃的項(xiàng)目上，如跟蹤鳥(niǎo)類(lèi)遷移時(shí)翅膀的精確動(dòng)作。我們可以學(xué)習(xí)如何像鳥(niǎo)兒一樣飛翔，以此進(jìn)一步了解它們的生活特點(diǎn)。