派卡（Pyka）的农用喷洒飞机在美国和巴西投入使用。在加利福尼亚州圣华金河谷的一片苜蓿田上空，一架小型农用喷洒飞机正低空飞行，几乎贴近地面。不过，对人类而言风险很小，因为这架飞机是无人驾驶的。

“我们实际上可以飞得比人类飞行员更低，”拉斯·马罗茨克（Russ Marotzke）说，此时飞机正掠过作物上方。

他表示，飞得更低意味着喷雾漂移更少，因此相比传统有人驾驶的农用喷洒，所需化学品也更少。

这架无人驾驶飞机属于派卡公司，马罗茨克在该公司担任飞行测试工程师。

这家初创公司位于一个改造自二战时期的机库中，俯瞰旧金山湾，制造没有驾驶舱的自动驾驶飞机，设计用于喷洒作物或运送货物。它是少数几家竞相将自主固定翼飞机投入商业服务的公司之一。

飞行中的城市空中出租车，即所谓的电动垂直起降（eVTOL）飞机，吸引了人们对自主航空的大部分关注。

但一场更低调的竞赛也在进行中，旨在部署自动驾驶飞机，首先用于作物喷洒和货物运输等任务——最终，许多制造商希望，也能搭载乘客。

“全面扩展、无处不在的客运业务是圣杯，”派卡联合创始人兼首席执行官迈克尔·诺西亚（Michael Norcia）说，他设想一支由小型巴士容量派卡飞机组成的大型机队，在美国东西海岸之间运送乘客。

“我们很有可能在eVTOL行业之前达到那个目标。”我来到派卡的一个农用喷洒测试点，距离公司工厂约80公里（50英里），需经过一条颠簸的土路。今天，马罗茨克和一位同事正在一架演示飞机上测试软件更新。

大约有十几架派卡飞机已在巴西投入使用，用于喷洒棉花和大豆等作物，这项工作以前由人类飞行员完成。

这架农用喷洒飞机是全电动的，电池位于机头。它可以飞行约35分钟，中部油箱最多可携带300升喷洒液。

派卡的飞机有时被称为大型无人机，但它们的翼展都有11.5米。

在田野旁的集装箱内，工程师们在电脑上标出他们希望飞机喷洒的区域。然后软件规划路线，考虑到已绘制的附近电线等障碍物。

飞机在田野旁的跑道上起飞，过程无缝衔接。大约15分钟后，在感应到喷洒液不足（今天用水代替）后，飞机自动降落，进行手动补充和演示电池更换。然后它再次升空，精确地从上次中断的地方继续喷洒。派卡无人机的电池续航半小时。自主飞行不同于自动驾驶。自动驾驶辅助，类似于汽车中的巡航控制和车道保持功能。

自主系统旨在处理整个飞行过程，包括起飞和降落，很少或无需人工干预，使用算法处理传感器数据并控制飞机。

自动驾驶飞机比自动驾驶汽车出现得更慢，尽管它们通常被认为在更结构化、更可预测的环境中运行。

部分原因是大型科技公司“加倍押注”汽车，向该技术投入巨资，斯坦福大学安全航空自主专家迈克尔·科亨德费尔（Mykel Kochenderfer）说。

但也是因为飞机比汽车受到更严格的安全标准约束，部署门槛更高。“航空事故的后果可能非常严重，”科亨德费尔说。

军事兴趣一直在推动这项技术。许多公司都有国防合同来演示和试验其系统，通常比民用方面面临更少的监管障碍，有些甚至已经向军事客户供货。

在美国，迄今获准用于民用商业用途的最大自主固定翼飞机是派卡的农用喷洒机，去年获得授权。

尽管运营仅限于严格定义的农业环境，并要求地面操作员和目视观察员。它早些时候在巴西获得了类似批准，那里的规则更为宽松。

派卡计划将产量从目前每年约24架扩大到2030年的1000架。每架售价55万美元，客户需接受操作培训。

Windracers希望推出自主货运服务。英国尚未批准任何此类长期运营，尽管英国公司Windracers正在寻求在设得兰群岛和奥克尼群岛推出自主货运服务的许可。其飞机设计用于向偏远地区运送货物，目前也在乌克兰执行任务。

“这将是英国乃至可能全球首个由无人机提供的重型空运服务，”Windracers创始人兼董事长斯蒂芬·赖特（Stephen Wright）说。

支持者表示，自主飞机可以解决飞行员短缺问题，将人们从作物喷洒等危险工作中解放出来，提高效率（例如允许飞机携带更多货物），并且如果一名操作员可以监督多架飞机，还能降低成本。

他们还认为自动化可以使飞行更安全，并指出随着更多自动化系统的引入，过去事故率有所下降。飞行员团体仍持谨慎态度。

美国航空公司飞行员协会（ALPA）称取消飞行员是“拿安全冒险的严重赌博，且过头了”。

代表农用喷洒飞行员的美国国家农业航空协会表示，小型无人驾驶飞机可能难以被其飞行员看到。它补充说，有人驾驶飞机可以更快地喷洒更大面积。

Reliable Robotics正在用其自主技术改装飞机。派卡和Windracers从零开始制造飞机，认为这样可以从一开始就设计自主性，并使飞机适应任务需求。其他公司则在改装现有的大型飞机。

在波音投资部门的支持下，总部位于美国的Reliable Robotics目前正在塞斯纳208B大篷车飞机上测试其系统，这是一种单飞行员货机，可携带约1360公斤有效载荷飞行数百公里。

在已认证的飞机上进行改装，使公司能够专注于证明自主系统的安全性，而不必同时寻求新飞机的批准，其联合创始人兼首席执行官罗伯特·罗斯（Robert Rose）说。

同样位于美国的Merlin Labs一直在逐步升级更大的军用飞机，现在将其系统应用于双飞行员洛克希德·马丁C-130J军用运输机，接下来是商用多机组货机。

“这是一个通用的自主大脑，可以在不同飞机之间转换，”Merlin创始人兼首席执行官马特·乔治（Matt George）解释说。这些公司在人工智能方法上也存在差异。Reliable完全避免使用AI，认为这会使认证复杂化。与此同时，Merlin则采取了一种更加以AI为中心的方法。这种分歧在所谓的“探测与规避”系统中显而易见。

自主飞行最大的挑战之一是复制飞行员发现其他飞机和障碍物并安全机动绕行的能力，而且几乎没有出错余地。

由于还没有完美解决方案，公司正在添加不同的传感器系统，并复制那些已经标配的系统以提供额外备份。

Reliable增加了前视空对空雷达，以探测8公里以外的其他飞机，软件遵循固定规则决定飞机应如何响应。它“比飞行员的肉眼更好”，罗斯说。

与此同时，Merlin正在使用AI驱动的摄像头来探测和分类物体。

派卡从一开始就使用激光雷达来探测树木、车辆、大型鸟类和地形。但它的射程短，因此公司还计划添加AI驱动的摄像头，这是其首次在机上实际使用AI。

“对于很多事情，没有必要使用AI……但用于判断远处六个像素是飞机还是其他污点，这是完美的领域，”诺西亚说。AI困境还延伸到与空中交通管制通信。

在共享空域中，飞机必须能够接收、解释和响应无线电指令，通常来自空中交通管制。

Reliable的解决方案是让地面远程飞行员（最初为完全训练有素）处理通信并做出安全关键决策。

Merlin计划使用生成式AI，基于数千小时的录音交流进行训练，来解释指令并自行响应。“我们的问题更难……但我们希望超越远程驾驶，”乔治说。

Merlin计划分阶段减少飞行员，从两名减至一名，最终为零。

诺西亚表示，派卡乐于让其他公司在寻找在共享空域运营的最佳方式上“开辟道路”。

与此同时，即使完全自主的客运飞行仍然难以实现，许多人预计正在开创的技术将逐步进入商业航空，可能使有人驾驶飞行更安全。美国飞行员协会ALPA指出，这将是一个受欢迎的进展。