本文内容取自(missing reference)。

是不是至少对某些特定类型的控制系统,人的因素需要明确、显式的加以考虑呢?让我们从几个例子出发开始讨论。

霍金的高科技座椅

在他本人的传奇人生外,物理学家霍金所使用的高科技轮椅也为人津津乐道。根据霍金个人网站上的介绍,他的轮椅1997年起由英特尔提供。轮椅前部有一台装载了主控软件ACAT的平板电脑。霍金所佩戴的眼镜可使用红外线感应他的面颊移动,这产生了一个开关切换信号,该信号进一步用来控制字符输入并进行其他操控。这是霍金与轮椅的唯一交互手段。ACAT装载了由SwiftKey提供的文字输入预测算法,该算法通过霍金本人的各类出版物进行了适应性训练,能够准确的预测霍金的输入。

容易看出,在霍金轮椅的设计和使用过程中,我们很难将霍金本人的作用从中分离出来:SwiftKey的预测算法要以霍金先前的出版作品为训练数据,也要不断根据新的数据做调整;面颊移动的识别要针对霍金的具体情况做优化,使用过程中也需要根据具体情况做调整。在霍金的高科技轮椅这个例子上,人是一个不得不密切关注和考虑的显式因素。

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智能座舱何时弹射?

新式战机往往都安装了一套操控座舱弹射的智能系统,该系统可以自动分析战机飞行状态和飞行员个人信息,保障飞行员在必要时以最大的安全性通过弹射安全逃离座舱。

现有智能座舱弹射的触发条件是基于人的判断的,也即,需要飞行员拉动弹射手柄弹射过程才会启动。然而,激烈空战很有可能会造成飞行员失去触发弹射的行动能力或直接丧失意识,此时如果有一套不经由飞行员而可以自行触发弹射的机制将极大的提高飞行员的生还率。

这一自行触发弹射机制的成功依赖于机器准确识别人的状态,并在机器控制和人类控制之间做高效切换。在人意识清醒具有行动能力时错误弹射,将造成战机损失;在人丧失触发弹射能力时不能自行触发弹射,则起不到应有保护作用。该系统的设计要求必须将人和机器有机融合在一起,将人的因素做显式的考虑。

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武器的人类控制

武器系统的“自主性”—即武器系统在缺少人为干预的情况下自主选择(搜索、探测、识别、追踪或选择)和攻击(使用武力打击、压制、破坏或摧毁)目标的能力,藉由近些年来迅猛发展的人工智能的介入得以大幅度提高,俄军方研发的Kalashnikov的“神经网”(“Neural Net”)系统、以色列的“Harpy”反雷达无人机、韩国的“哨兵机枪”(Super aEgis II Sentry gun),都是一些具有变革性的新型自主武器系统。显然,任何武器系统的最终控制一定在人的手上,比如,智能导弹飞出后也还需要保留人改变攻击目标的能力[1]。但基于人工智能技术的武器系统自主性的快速提高使得武器的人类控制变得越来越困难,致命自主武器系统的失控风险已经成为一个广受关注的议题,国际红十字会曾为此专门召开若干会议进行研讨(missing reference)。

为了确保武器的人类控制,必须考虑武器自主性达到的程度及其不确定性,和人参与到武器系统控制中的风险和不确定性,这里人的因素也是明确的、显式的。

小结

从上面的例子可以看出,在某些控制系统中若不显式考虑人的因素,或没有人的深度介入,则控制系统就不能达到所设的目标,或者根本不可能(没有人的因素的显式考虑,武器的人类控制就是不可能的),或者效果不好(霍金的轮椅设计如果不全面考虑霍金本人需求,则使用效果必然会打折扣)。因此,在这些控制系统中,加入对人的因素的显式考虑是必要的。

参考文献

  1. [1]E. Suhir, “Human-in-the-Loop (HITL): Probabilistic Predictive Modeling (PPM) of an Aerospace Mission/Situation Outcome,” Aerospace, vol. 1, no. 3, pp. 101–136, Dec. 2014.

相关科研项目

人机系统中人与机器的自主性边界及其切换策略研究