有人想讓汽車無人化，有人想讓汽車飛起來

前幾天，我們邀請到Udacity 飛行汽車開發課程負責人，斯坦福無人機博士生 Jake Lussier ，舉行了一場知乎 Live 「如何造出一輛飛行汽車」，獲得了很多知乎朋友的關注。

為了讓更多朋友可以了解、回顧這次交流的內容，我們翻譯、整理了Live的精華部分。翻譯：孫圓圓（Udacity中國區本地化經理）

如何造出一輛飛行汽車？www.zhihu.com

我是 Jake Lussier，是一枚在矽谷工作的歪果仁，我在數據挖掘、機器學習、人工智慧等領域有超過十年的研究經驗。過去六年間，我在斯坦福大學攻讀博士學位，專攻 AI、機器人、無人機等領域，比如圖像分割、深度感測器識別等等。 我還曾創辦過一家食品科技公司，和現在的 Amazon Go 體驗店相似。 2017 年我加入優達學城Udacity，專註於「飛行汽車」的納米學習課程開發。

今天，我來和大家講講關於「飛行汽車」的那些事。

一枚不科學的嘉賓自拍

為什麼他頭髮那麼濃密，顏值還辣么高！

飛行汽車可以看作放大版的無人機嗎？除了規格和內部構造還有哪些地方有顯著不同？

飛行汽車與無人機的相似點，就是實現任何人、物的無縫即時移動和聯繫。 說起飛行汽車，目前有中國的 Ehang 設計出的飛行汽車原型模樣和直升機很相似，我們可能把它設想為放大版的無人機。而 Volocopter 設計出的飛行汽車沒有機翼，因為他們關注的是在在城市以內飛行的汽車。基於這些案例，你可以將飛行汽車可以看作放大版的無人機。

不過，如果是在各個城市之間飛行的汽車，不是只在城市以內飛行，在這種情況下，肯定不是「大型無人機」的飛行汽車來執行飛行。因為這樣的長途飛行對於『大型無人機「來說效率不高，而且也不安全。在這種情況下，我們需要 VTOL （垂直起降）的飛行設備，它起飛時和無人機／直升機很相似，但它會運用空氣動力學的原理來進行高效地飛行。 有些研發 VTOL 的飛行汽車公司設計出的飛行汽車模型就完全不像無人機，而有時長得更像飛機。

所以，具體取決于飛行距 和飛行汽車需要執行的具體任務等因素，相應的飛行汽車的模樣也會不同。

都有直升飛機了，我還要飛行汽車幹嘛？

直升機的話，首先普通人難以消費（上海有搭乘直升機遊覽黃浦江的旅遊服務，8分鐘800元），很難在大眾進行普及推廣。而且外表看起來很酷炫，實際乘坐體驗感欠佳，噪音超大。再者，即便你是土豪，當你真的想駕駛直升機時，也很難像開車那樣操控，需要特殊而嚴格的航空駕駛資質，最後，直升機的安全係數相對比較低。

飛行汽車的話，一旦實際應用，會更加大眾化，價格也更便宜，乘坐體驗感更好（想想法拉利也能上天，多爽），而且配備智能或自動駕駛系統，操作簡易，安全係數更高。

總而言之，隨著人口基數越來越大，我們生活在一個愈發擁擠的世界，重型基礎設施成本負擔很重，而飛行汽車和無人機的出現，能以最小的基礎設施成本，讓任何人和物無縫對接、快速到達任何地方。

說到無人機，它們怎樣與飛行汽車有關，它們將在未來扮演什麼角色？

無人機與飛行汽車有相似的理論基礎，相似的優點：讓任何人和物實現即時無縫的移動，在任何時間達到任何地方。但無人機有針對性的優點——適宜短距離運輸，承載更輕的包裹。所以無人機是快遞運輸的理想選擇。

無人機可以將感測器在任何時間放在任何地方。在軍事、農業、商業等應用領域非常廣泛，如森林調研、民用航拍、偵察空中情報等等。但主要是用於民用快遞運輸中，它們的成本也非常低廉，甚至可以低到一次為 24 美分，比道路交通運輸的成本低很多。

亞馬遜就野心勃勃、自信滿滿，想在城市中建立巨大的蜂巢系統，用無人機獨立完成送貨等操作。官方數據顯示，85%的包裹將會在 5 磅以下，而且距離也不用擔心，沃爾瑪就聲稱未來有 70%的美國人家附近 5 英里內就有沃爾瑪超市，因此無人機的快遞運輸不成問題。

所以無人機適用於商品的物流運輸， 而飛行汽車則適用於載人。

無人機行業的市場份額有多大？

無人機行業市場份額越來越大，表現強勁。普華永道在 (2016) 市場研究中表明商用無人機的市場價值在全球範圍內超過 1270 億美元！

而隨著科技的發展，無人機包括航空發展、智能交通自動系統也會發展越來越大。 Lucintel 早在 2014年的數據表明，到 2023 年，全球航空市場預計將增長到 3525 億美元。

這樣一個擁有無限潛力的市場，對於商業投資和工程師來說都是一次好機會。

在國外有哪些公司正在研發飛行汽車？

在矽谷飛行汽車初創公司的數量是越來越多，比如 Kitty Hawk, 是我們優達學城Udacity 創始人 Sebastian Thrun 擔任 CEO 的。德國 Ehang 也是，值得關注的是，它們是有來自中國（騰訊 Tencent) 的投資。 當然，還有Volocopter，它們去年在迪拜進行飛行汽車高調試飛 。

也有很多大型企業也開始飛行汽車的研發，如 Uber Elevate 、德州輕型飛機製造商 Mooney 、蝙蝠飛機公司 Pipistrel 、巴西航空工業公司 Embraer 、空客 Airbus 等等。

在 2017年，有多家飛行汽車初創公司獲得高達 3000萬 - 9000萬不等的投資， 整個行業投資額超過 3 億美元。

飛行汽車行業人才需求在矽谷的現狀如何？

一句話：科學原理、硬體設備、 軟體都存在， 只是缺人才將飛行汽車搬進現實。將航空科學和計算機科學相結合的尖端技術人才處於非常緊缺狀態！這一人才缺口也成為我們 優達學城Udacity 的動力，我們通過推出飛行汽車納米學位，以專業技能和職業發展為導向，讓學生能夠成長為飛行汽車開發工程師，滿足行業需求。

飛行汽車的實際應用，會在無人駕駛車之前還是之後？

重點不是什麼時候，而是在哪裡+ 如何實現。

無人車的話，自動駕駛初創明星公司 Voyage 就已經在加州聖何塞的一個退休老人社區里，試用了無人駕駛車 它為當地 4000 名左右的居民提供15英里左右的私人乘坐服務。

而 Google X 前公司， 谷歌兄弟公司 Waymo ，正迅速將其無人駕駛汽車測試項目從亞利桑那州擴展到舊金山、底特律，現在又宣布要在喬治亞州的商業中心亞特蘭大進行無人駕駛汽車測試

飛行汽車方面，Zipline 已經全面投入無人機用於緊急救援 ，Volocopter 在迪拜進行飛行汽車試飛

據我推斷，未來的無人駕駛車與飛行汽車的應用範圍會越來越廣，不會只局限在退休人員社區和緊急救援中。

成為一位飛行汽車開發工程師，我需要做什麼？

簡單來說，你必須是航空科學 X 計算機科學領域的人才。

飛行汽車工程師需要嫻熟地掌握這兩個截然不同的領域，不僅要掌握空氣動力學、物理建模，也需要掌握軟體技術打造出智能自動系統。

而在我們的納米學位中，我們推出了兩個學期的內容，包括空中機器人 和空中智能交通系統，第一學期注重如何通過編程讓無人機飛起來，第二學期更注重計算機科學，從整個空中智能交通系統入手，如何協調空中車隊。最重要的是，我們會有實戰項目，你會從模擬器入手，再在實際的硬體設備上完成尖端的實戰項目挑戰。

飛行汽車開發工程師的職業發展路徑如何？

飛行汽車開發工程師實際上可以在所有高科技領域相關的行業工作。

職業發展方案1：在注重安全性和可靠性的自動系統行業領域發展

職業發展方案2：現有的航空航天領域 （對空中飛行感興趣的同學來說）

職業發展方案3：蓬勃發展的無人機和飛行汽車行業

網友問答

1、飛行汽車開發的航線規劃會向飛機一樣遵循官方標準嗎，還是僅僅像智能駕駛一樣僅僅根據周邊信息和在線地圖進行動態線路規劃？

很有趣的問題，對無人駕駛車來說，就是 A- B 的相對固定的動態駕駛路線。對於飛行汽車來說，我們會從頭開始研究，也會考慮到現在的飛機航線規劃等因素，制定出相應的方案。 目前針對無人機和飛行汽車的方案是：當有委派的任務時，飛行汽車和無人機會從固定地點起飛，根據相對固定的路線起飛，當有突發情況發生時，它會即時自動調整，也會給其他飛行汽車相應的信號，信號會發送到中央控制系統，從而出一個更新的路線方案。 這需要非常複雜的車隊協調來保證安全和可靠性。所以，設計飛行汽車的工程師也要考慮到這點，設計出複雜的系統架構來保證飛行汽車可以即時調整不同的飛行高度。

2、飛行汽車開發需要用到機器學習還是深度學習？正在學習深度學習的學員如何往無人汽車方向深入？

我個人覺得，機器學習會應用在飛行汽車和無人駕駛車上。比如在無人駕駛車中，主要的挑戰是不要出現撞擊事件。而感知就會在避免撞擊中發揮巨大的作用，這就會需要深度學習的知識。 雖然深度學習的感知還沒有完全普及到現實中的所有應用中。對於無人機、飛行汽車，不能僅僅依靠還處於開發階段的演算法，因為我們不能讓空中機器人遇到突發情況會墜落，在這裡，可靠性和安全性就顯得尤為重要。 所以，在底層系統中，針對已知的、可預期的情況，需要建模。對於高層系統，可以使用機器學習和優化。 總而言之，無人機、飛行汽車等智能自動系統尤其需要注重可靠性和安全性，針對這一點，需要機器學習和深度學習等技術。

3、什麼水平才可以進行相關的學習？

先修條件：

中級 Python 編程經驗

中級 C ++ 編程經驗

基本線性代數

微積分

概率和統計

基礎物理（尤其是基礎力學，包括運動學、動力學和轉矩的知識）

除此之外，我希望申請的同學對飛行汽車開發有熱情，有較強的學習能力，也能進行團隊合作，和其他學員積極溝通交流，共同完成實戰項目。

4、那飛行汽車的安全問題和風險怎麼規避呢？

飛行汽車的確需要更為嚴苛的安全航線標準。 之前我提到飛行汽車會與感測器、中央系統、其他飛行汽車進行即時訊息共享。 我們需要設計出非常安全可靠的航線。同時，也需要讓飛行汽車的智能系統進行自動調整。

而我們的社會需要考慮這些系統是否足夠安全進行空中飛行。我們工程師需要關注數據、軟體和硬體。關於準則，社會中的政策推動者和政府機構都會在推進相關的法律法規準則。

5、飛行汽車來了，將來會發生空中交通擁堵么？

交通擁堵的情況是一群人在同一時間使用同一車道，導致擁堵。 這是發生在路面的二維情況。

而飛行汽車會出現在三維空間中，周邊有高樓林立的環境。 如果出現擁堵，飛行汽車和無人機可以自主調整飛行高度，調節飛行速度，以120-150 英里／小時的速度飛行來規避通勤高峰時交通擁堵的情況。

6、飛行汽車會遇到事故時，倫理問題會比無人車更複雜吧，目前是怎麼解決「車上的人和別人撞死誰」這個棘手問題的呢？

我不是法律專家。我個人覺得，責任歸屬的處理方式可能與現在飛機事故的處理方式相似。而且我覺得未來針對飛行汽車的法律法規會與無人駕駛車的法律法規相似。 而無人駕駛車的法律法規會比飛行汽車的行業法規提早出現，讓政府、社會的個體和保險公司等相關利益方共同決策出相應的法律法規，這樣也會為飛行汽車的法律法規提供相應的參考。

7、有沒有什麼飛行車操作系統的開源項目我們可以研究？對於設計師來說，尤其是交互設計師，我們和飛行車的交互方式會發生怎樣的改變？

我們飛行汽車納米學位中有得到一位無人機開發者的授權，可以在我們課程內使用無人機的開源代碼庫，用於無人機的操作系統開發，對於感興趣的同學，我特別推薦來我們課程中使用這一開源項目。

飛行汽車的出現當然也需要交互設計師，考量周邊環境和車位等設計問題。比如飛行汽車的著陸點一定不會在家門口或屋頂，而是在家附近的某一處位置。 我們需要考慮如何簡化這一飛行和著陸的體驗。 比如 Uber Elevate 有一個設想，未來的用戶在手機上叫車，他們會先乘坐 Uber 車，到達特定的地方，乘坐飛行汽車，然後到達目的地附近的特定著陸點，再乘坐 Uber 到達目的地。對於這個過程，有很多需要交互設計師考慮用戶體驗的地方。 而工程師需要和交互設計師一起努力，創造性地構建飛行汽車用戶的良好體驗。

7、有沒有什麼飛行車操作系統的開源項目我們可以研究？對於設計師來說，尤其是交互設計師，我們和飛行車的交互方式會發生怎樣的改變？

我們飛行汽車納米學位中有得到一位無人機開發者的授權，可以在我們課程內使用無人機的開源代碼庫，用於無人機的操作系統開發，對於感興趣的同學，我特別推薦來我們課程中使用這一開源項目。

飛行汽車開發的出現當然也需要交互設計師，考量周邊環境和車位等設計問題。比如飛行汽車的著陸點一定不會在家門口或屋頂，而是在家附近的某一處位置。 我們需要考慮如何簡化這一飛行和著陸的體驗。 比如 Uber Elevate 有一個設想，未來的用戶在手機上叫車，他們會先乘坐 Uber 車，到達特定的地方，乘坐飛行汽車，然後到達目的地附近的特定著陸點，再乘坐 Uber 到達目的地。對於這個過程，有很多需要交互設計師考慮用戶體驗的地方。 而工程師需要和交互設計師一起努力，創造性地構建飛行汽車用戶的良好體驗。

創造未來最好方式，莫過於從現在開始，優達學城的飛行汽車開發納米學位全球首發，將教你如何用代碼驅動真正的無人機，讓你成為全球第一批飛行汽車開發工程師。感興趣的話，你可以在 2 月 8 日前報名申請，還有 2000 元的教育優惠哦。

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