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【AIAA年度综述】非确定性方法与人工智能结合不断深化

时间:2019-12-02 来源:凌志聊历史

                                                      

AIAA学会非确定性方法技术委员会(致力于利用非确定性方法,推进和推广在航空航天领域中所需的科学、技术和跨学科技术的发展)总结了2018年全球航空航天非确定性方法研究和应用进展。

从新材料的探索到材料结构的设计优化,从基于可靠性的装备机队管理到装备服务保障寿命延长计划,非确定性方法在其中直接影响航空装备的风险管理和保证适航性的方式。在应用数学领域中,通常以统计学和概率学为基础处理不确定性。研究人员开发了一些方法和技术,使航空航天企业能够识别和量化装备生命周期各个阶段能产生的不确定性。

许多人工智能和机器学习程序严重依赖于非确定性方法常见的技术。当人们讨论自动化流程、自主决策等问题时,人工智能已经被普遍提及。人工智能目前正在应用于“经典”的非确定性方法中,例如飞行器、车辆等设计的优化,以及多来源数据输入的融合。2018年在这方面取得了更多进展。2018年1月,来自麻省理工学院、海军研究生院和布朗大学的研究人员组成的团队,介绍了统计学机器学习在专业水翼艇设计优化中的应用。2018年7月,DARPA发布了一个项目公告,旨在为人工智能领域的基础和应用研究开发更有效率的工具。2018年8月,在人工智能探索计划下的项目首次被列入自动化科学知识领域中。

在多学科设计优化和风险分析中考虑不确定性,需要进行大量的迭代工作。随着系统中变量数量的不断增加,解决这些问题所需动用的计算资源也将随之增加。在过去一年中,来自政府、工业界和学术界的研究人员提出了提高解决这类高阶问题效率的方法。具体来说,研究人员在美国空军研究实验室、陆军研究实验室、桑迪亚国家实验室、联合技术研究中心、GE全球研究中心和几所大学开展了这类非确定性方法研究工作。DARPA国防科学办公室通过“物理系统不确定性定量”项目持续资助,使得一些项目从中受益。该项目的总目标是推进非确定性方法在大规模复杂系统的应用。          

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增材制造可以创造更加轻质的零部件,例如德克萨斯州西南研究所生产的这种点阵结构材料。在材料设计过程中,必须考虑到材料几何形状的变化和材料性能的不确定性,才能制造出理想的合格产品。

2018年,增材制造和3D打印成为工业界的热门词汇。为了从这类技术提供的所有可能的产品中获益,必须首先要验证利用这类工艺制造的零部件可以保证安全飞行。了解零部件对结构风险带来的影响,需要量化与不确定性相关的指标,例如制造参数的可变性如何影响机械性能分散等。美国西南研究所、密歇根大学、俄亥俄州立大学、田纳西大学、德州农工大学、范德比尔特大学和威斯康星大学致力于提高人们对材料发生性能变化所涉及的不确定性以及如何对其进行建模的认知。

陈济桁2018年6月以来已在本号发布文章20篇,有兴趣的读者可以点击以下链接查看。

序号篇名发表日期
1【航空货运】自动化和机器人技术助力航空货运效率提升2018/7/24
2【电动飞机】日本组建电动飞行器产业联盟2018/7/26
3【无人机】NOAA计划使用更多的郊狼无人机用于飓风相关研究2018/8/17
4【无人机】美国滑索公司针对即将交付五角大楼的医用无人机开展演示验证2018/9/4
5【无人机】Flytrex公司扩大在冰岛的无人机服务2018/9/5
6【行业观察】《航空周刊》发布2018年航宇工业劳动力研究报告——“与技术转变保持同步”2018/9/28
7【无人机】美国初创公司采用“电池优先”设计提升小型无人机续航能力2018/10/8
8【复合材料】空客公司与AMsilk合作开发新型材料2018/10/17
9【智能材料】德州农工大学研发结合了形状记忆合金和高熵合金的新型智能材料2018/10/17
10【航空材料】美国本土的铝钪合金市场将迎来爆发2018/10/31
11【航空结构】LIFT最新项目聚焦航空航天领域轻量化结构2018/10/31
12【无人机】UAVOS试飞太阳能高空伪卫星10米翼展原型机2018/11/26
13【航空动力】超越航空选择VerdeGo的混合动力推进系统2018/11/28
14【外媒观点】为什么墨西哥有可能成为中美贸易战的赢家2018/12/21
15【无人机】乐天公司验证利用5G技术的无人机应用2018/12/27
16【无人机】波音和活力感知公司合作推出“空中格栅”无人机交通管理平台2018/12/28
17【虚拟制造】普渡大学领导的团队开发“复合材料虚拟制造中心”软件为供应商提供先进建模和仿真能力2019/1/4
18【复合材料】绿色环保的航空航天复合材料发展逐步加快2019/1/9
19【通用飞机】ElectraFly公司测试单人多旋翼、倾转机翼复合推进飞行器2019/1/14
20【AIAA年度综述】建模能力是促进未来材料发展的首要动力2019/1/23


(航空工业发展中心 陈济桁)


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本篇供稿:系统工程研究所