歐陽亮

經(jīng)歷了改革開放40年的高速發(fā)展后，中國與發(fā)達國家的差距大大縮小，以追趕為特征的后發(fā)優(yōu)勢逐步喪失，自主創(chuàng)新正逐步取代引進，成為進一步發(fā)展的動力。正如習近平總書記在十九大報告中所指出的，創(chuàng)新是引領發(fā)展的第一動力，是建設現(xiàn)代化經(jīng)濟體系的戰(zhàn)略支撐。我們要瞄準世界科技前沿，強化基礎研究，實現(xiàn)前瞻性基礎研究、引領性原創(chuàng)成果重大突破；要深化科技體制改革，建立以企業(yè)為主體、市場為導向、產(chǎn)學研深度融合的技術(shù)創(chuàng)新體系。

9月10日至14日，以“交流基礎科學、探索前沿科技、解決疑難問題、促進創(chuàng)新合作”為主旨的第二屆“COMAC國際科技創(chuàng)新周”活動，在中國商飛北京民用飛機技術(shù)研究中心舉辦。中國商飛公司與清華大學、英國帝國理工學院共同舉辦的這屆活動，吸引了來自政府機構(gòu)、11所高校、15家企業(yè)、7所金融機構(gòu)共計530人參會，共同研討在國際競爭日益激烈的當下，如何通過世界級創(chuàng)新來創(chuàng)辦世界級企業(yè)。

中國商飛公司董事長賀東風在致辭中指出，當前，人工智能、大數(shù)據(jù)、新材料等技術(shù)蓬勃發(fā)展，全球創(chuàng)新要素正在加速流動，我們需要自主創(chuàng)新，需要開放合作。中國和全球的商用飛機市場前景廣闊，年輕的中國商飛抱著開放的心態(tài)與世界對話，我們愿意把全球高校在基礎性研究和前瞻性技術(shù)上的經(jīng)驗與探索注入商用飛機產(chǎn)業(yè)，滿足人們更加安全、經(jīng)濟、環(huán)保、便利的航空出行需要。

打造世界級創(chuàng)新型組織

時至今日，創(chuàng)新作為一個概念，早已深入人心。在中國，不僅政府早就提出了“創(chuàng)新驅(qū)動戰(zhàn)略”，作為市場主體的企業(yè)，也無不把自主創(chuàng)新掛在嘴邊，不管真實的投入有多少，至少在口號上是把創(chuàng)新擺在前列的。

但是，真正能把創(chuàng)新貫徹到實際行動中，讓創(chuàng)新成為企業(yè)的DNA，并且最后能從真正的創(chuàng)新中獲益的企業(yè)并不是很多。甚至，很多企業(yè)對于如何打造一個創(chuàng)新型組織也并不是很清楚。

來自清華大學經(jīng)濟管理學院的陳勁教授認為，要創(chuàng)建一個具有世界級水準的創(chuàng)新型研發(fā)組織，必須在創(chuàng)新的戰(zhàn)略地位、組織架構(gòu)、資源配置、人才培養(yǎng)及企業(yè)文化等五個方面進行相應的改革和建設，使創(chuàng)新融入到企業(yè)的血液之中，從而真正推動企業(yè)向前發(fā)展。

全球排名前列的大公司都非常重視提升創(chuàng)新的戰(zhàn)略地位。陳勁表示，現(xiàn)在很多公司都把自己的戰(zhàn)略研究部門與研發(fā)部門合并了，以前，這兩個部門是分置的，合并以后，創(chuàng)新與研發(fā)就成為整個公司最重要的戰(zhàn)略，從而能獲得最佳的組織架構(gòu)和資源配置。

歐盟委員會發(fā)布的2017年工業(yè)研發(fā)投入排行榜顯示，那些在行業(yè)中占據(jù)領先地位的公司，其研發(fā)投入占凈銷售額的比重大多在4%以上。其中，波音的研發(fā)投入為40.95億歐元，在入圍的2500家企業(yè)中排名第36位，而空客的研發(fā)投入為32.81億歐元，在入圍的2500家企業(yè)中排名第45位?？湛偷难邪l(fā)投入在絕對值上雖然低于波音，但其研發(fā)投入占凈銷售額的比重為4.9%，高于波音的4.6%。

在上述榜單中，美國企業(yè)最多，達821家。歐盟成員國共有567家，中國有481家（含中國臺灣地區(qū)的企業(yè)105家），日本有365家，韓國有70家。從中我們可以看出，某個國家上榜企業(yè)的多少，與其整體的經(jīng)濟實力是高度匹配的。

有了高的戰(zhàn)略地位，有了好的組織架構(gòu)，并配置了盡可能多的資源之后，打造一個世界級的創(chuàng)新組織還需要優(yōu)秀的人才以及寬容的企業(yè)文化。陳勁以中國家電企業(yè)美的為例來說明這五種因素在推動創(chuàng)新中的作用。近些年，美的一方面大力提升創(chuàng)新在企業(yè)內(nèi)的戰(zhàn)略地位，提出技術(shù)突破和創(chuàng)新才是企業(yè)的未來；另一方面，美的又大力進行組織架構(gòu)調(diào)整，把原來作為整體的開發(fā)團隊拆分，使產(chǎn)品開發(fā)團隊和創(chuàng)新研究團隊分離，在國內(nèi)建立了9個研發(fā)中心，在國外建立了11個研發(fā)中心，研發(fā)人員總數(shù)超過1萬人。不同的研發(fā)中心讓不同的團隊分別研究未來技術(shù)、共性技術(shù)和基礎技術(shù)，分工合作，從而提高效率。2017年，美的的研發(fā)投入高達85億元人民幣。正是在這樣的高強度投入下，美的的專利數(shù)量連續(xù)三年居于國內(nèi)家電行業(yè)首位。

“目前，我們中國有三張國家名片，第一是建筑，第二是高鐵，第三是家電。未來，希望大飛機能成為中國的第四張名片?！标悇疟硎?，通過不斷創(chuàng)新，更好地整合中國的大市場、當前的最新科技以及全球資源，相信中國商飛與中國商用飛機產(chǎn)業(yè)一定會發(fā)展得更好。

輕量化與電動飛機

與管理創(chuàng)新相比，公眾可能對技術(shù)突破更感興趣，比如對飛機氣動外形的改變，像很多公司都在探索的翼身融合體飛機，也有將機身保持圓筒狀而對機翼進行變形設計的方案。此外，也有很多公司在飛機所使用的材料、能源等方面動腦筋，并取得了很好的成果。波音787和空客A350XWB飛機的復合材料用量占比都達到了50%，便是在新材料方面取得的革命性突破。在新能源方面，使用生物燃料的試驗也已持續(xù)多年，當然，更吸引眼球的是電動飛機。

目前，以電池為動力的小型無人機已經(jīng)很成熟，并且誕生了大疆這樣的行業(yè)巨頭。在載客飛行的電動飛機方面，全球也有不下20家公司已經(jīng)取得了一定的成就，其中既有波音、空客這樣的寡頭，也有Uber等致力于解決城市交通問題的新型企業(yè)。當然，更多的是懷揣夢想的新公司。

2017年4月，德國Lilium Aviation公司設計的垂直起降電動飛機成功進行了試飛。該型飛機安裝有36個噴氣式發(fā)動機，100%的純電動設計，不但能垂直起降，而且能以最高300公里的時速飛行約300公里的距離。

相對于現(xiàn)有的噴氣式商用飛機，300公里的飛行距離實在是太短了，但對于電動飛機來說，能以近300公里的時速（737-800飛機的巡航速度約為800公里/小時）飛行300公里，已經(jīng)是突破性的成就了。

那么，制約電動飛行的瓶頸是什么呢？答案是電池。關(guān)注電動汽車的人一般都會關(guān)注其所使用電池的能量密度，因為電池的能量密度越大，汽車的續(xù)航里程也就越高，但是，對于電動飛機而言，電池不僅要能量密度大，而且要輕。

帝國理工學院戴森設計工程學院院長Peter Childs在演講中提出了一些問題：如果我們要研制一架電動飛機，使它能在95分鐘（起飛、爬升15分鐘，巡航60分鐘，降落20分鐘）內(nèi)飛行1000公里，我們需要達到哪些條件？這些條件什么時候能夠?qū)崿F(xiàn)？

Peter Childs表示，目前電池的能量密度已經(jīng)能達到400wh/kg，如果這個數(shù)字能翻一倍，達到800wh/kg，那么一架波音737-700大小的飛機，所需要的電池的重量大約是22噸，通過使用輕量化設計技術(shù)，大大降低機身空重，那么載客150人左右的電動飛行是有可能實現(xiàn)的。

Peter Childs表示，這架飛機首先必須使用混合動力，在起飛階段能量需求比較大的時候，使用燃油來提供能量，到了巡航階段則使用電能。其次，這架飛機必須使用混合機翼，當然，還要進行輕量化設計和制造。

Peter Childs表示，帝國理工學院在輕量化設計方面，與波音、空客都有很多合作，具有豐富的經(jīng)驗。而在混合機翼方面，過去20年間，全球很多公司都有研究和實踐，因此，“5到10年間，我們有可能開發(fā)出這樣的飛機。”

人工智能與智能飛行

有了電動飛機，人們就開始憧憬能夠智能飛行的無人駕駛飛機。事實上，目前大部分電動飛機都是無人機，但是在這些無人機中，只有極少數(shù)真正具備智能飛行功能，大部分無人機都是由人遙控，或是根據(jù)事先寫好的程序進行飛行。

毫無疑問，無人機要具備智能飛行功能，首先必須具備人工智能。近些年來，很多國家在人工智能領域投入巨資，推動了人工智能的飛速發(fā)展。2016年3月，AlphaGo以4比1的比分大勝韓國棋手李世石的事件，在全世界引起了極大的關(guān)注。

中國科學院院士、清華大學計算機系教授張鈸認為，人工智能至少要具備三種能力：一是能感知，就是具備我們?nèi)祟愃哂械囊曈X、聽覺、味覺、觸覺等能力；二是要能做出理性行為，即能像我們?nèi)祟愐粯舆M行理性思考或理性分析；三是要能行動，即能像我們?nèi)祟愐粯有凶?、運動，甚至能開車、開飛機。

在這三種能力之外，感性行為能力也很重要，即人工智能要具備我們?nèi)祟惖那楦?。理性行為也好，感性行為也好，計算機如何得來？目前的方法是進行深度學習。舉個例子，我們要教會計算機認識馬，如果通過文字來描述馬的特征，比如馬有四條細長的腿，那計算機是無法理解的，因為它不知道什么是腿，也不知道怎樣叫做細長。深度學習的方法則很簡單，找很多很多的樣本給它看，讓它在觀察中學習。通過這樣的方法，人工智能的識別率可以達到96%以上。

通過深度學習，人工智能的能力得到了極大提高。2018年5月，谷歌的AI助理通過電話成功地預約了理發(fā)服務，而電話那頭的人完全沒有察覺打電話給他的是一臺機器。但是，張鈸也指出，目前人工智能還只能在一些限定的專業(yè)領域與人對話，一旦離開專業(yè)，它就無法勝任了。

“很多人類的常識，人工智能就理解不了?！睆堚撆e例說，你如果問它現(xiàn)在的美國總統(tǒng)是誰，它能很容易回答出特朗普的名字，但你要是問它特朗普是一個人嗎？或者美國有總統(tǒng)嗎？這種問題它就抓瞎了。

張鈸認為，在目前情況下，如果讓人工智能來駕駛汽車、飛機，那是很危險的。汽車在地面行駛，特別是在人多車多的道路上行駛，隨時要面對各種突發(fā)事件，人工智能是很難應對的。相對而言，讓人工智能駕駛飛機反而比較容易?！澳壳皝砜?，人工智能還是只擅長做專業(yè)的事，并且越是專業(yè)就做得越好，越能超過人類?！?img src="https://cimg.fx361.com/images/2019/12/11/qkimagesdafjdafj201809dafj20180903-6-l.jpg"/>

當然，真的讓人工智能去代替飛行員開飛機，哪怕是代替副駕駛，也有很多難題沒有解決?！耙屓斯ぶ悄墚敻瘪{駛，就必須解決人機交互的問題。“我們以前主要關(guān)注計算機如何理解人的問題，比如讓計算機學習人類的常識、理解人類的行為等，對于人如何理解計算機的問題，我們此前關(guān)注不夠?！睆堚摫硎尽?/p>

在駕駛飛機的過程中，人工智能作為副駕駛，由收集信息到作出決策的邏輯鏈條，不僅坐在旁邊的機長很難了解，甚至連設計它的工程師也不一定了解。因為現(xiàn)在的人工智能算法太過復雜，且參與開發(fā)的人數(shù)眾多，單個開發(fā)者也不一定能十分了解其全部邏輯。

因此，對于人類來說，在很多情況下，人工智能的決策實際上是“黑箱”作業(yè)，人類不能理解其作決策的邏輯和過程，自然也就不敢輕易采納其建議，更不用說放手由其操縱一架載有幾百名乘客的飛機了。