概述

根據統計,飛行是地球上最安全的交通方式。然而,這邊所謂的「飛行」通常指的是城市或國家之間的商業航班。這些航班之所以安全,是因為配備了多重感測器、雷達和導航系統,並且安裝了多種介入、預防、冗餘及預警系統,全部都是為了避免事故。但對於小型飛機而言,由於尺寸受限,它們無法安裝多台強大電腦或雷達系統,以像商用飛機一樣在惡劣天氣下導航。雖然飛行前檢查會確認天氣狀況,但機率終究是機率,即使只有 1% 機會,航程也可能遭遇惡劣天氣。在此情況下,飛行員個人對地形的熟悉程度、辨別方向的能力,以及在幾乎盲飛的天氣條件下安全降落的能力成為保命關鍵。因此,天氣因素是導致小型飛機事故最常見的原因之一,其他因素還有硬體故障及飛行員失誤。


挑戰

為了提升小型飛機的安全性,是否有可能採用體積更小的電腦系統?隨著現代科技進步,強大功能的設備已逐漸微型化,而如今確實也已經有邊緣人工智慧(Edge AI)電腦系統能夠整合感測器和雷達,以檢測並辨識物體。例如,ADAS(先進駕駛輔助系統)中的融合技術可以解讀感測器和雷達所收集的資訊,並執行必要調整。

在ADAS系統中,邊緣人工智慧系統需要克服載具環境的挑戰。同樣地,將邊緣人工智慧系統應用於飛航時,也需要應對小型飛機特殊條件的挑戰。例如,大多小型飛機使用的旋翼引擎會產生大量振動,並可能導致機艙共振。此外,小型飛機機身隔熱能力有限,因此內部溫度常隨外界條件劇烈波動。飛機內部溫度在地面可能會飆升至 50°C,而升空後卻又可能降至零下。持續的振動與高溫差對系統及元件造成龐大壓力,因此唯有通過全面測試的邊緣人工智慧電腦才能勝任。

Sensors and cameras connectivity

Temperature tolerance

Resonating vibration

解決方案及宸曜科技的角色

我們的客戶選擇以宸曜科技系統設計了一套導航系統,結合感測器和 AI 推論運算能力,能有效辨識地形目標。該導航系統會重新執行三角定位,以協助飛機在幾乎盲飛的天氣條件下安全飛行與降落。最重要的是,宸曜科技的嵌入式系統成功克服一切前述小型飛機配置的問題。該系統通過了 MIL-STD-810G 軍規認證,能承受飛機整合下的震動與衝擊。此外,透過精選的工業級元件及宸曜科技獨家專利散熱設計,該系統能實現真正寬溫運行(-25°C 至 60°C),且不會因為高溫或低溫而降頻。

系統抵禦震動及溫度變化的能力,使客戶能夠充分運用其中的高效 AI 技術。而透過連接感測器與攝影機,導航系統也獲得 AI 感測輔助。此外,該系統具備豐富擴充連接能力,可配合其他感測器進行預期性維護,連最細微的異常都能檢驗,避免問題擴大。雖然目前尚無法完全替代商業航班的冗餘系統(例如第二台電腦或第二具引擎),但這已經是條件限制下降低及預防硬體故障的最佳替代方案。