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想象一下，你可以開始在元宇宙中真切的飛翔。漫山的原始森林、奔騰的動物遷徙、車水馬龍的城市街道…借助虛擬現實設備，你可以在元宇宙中開啟鳥瞰一切的“上帝視角”，縱情一閱。

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來自無人機解決方案供應商 Airtonomy 的員工已經搭上了這趟元宇宙快車。他們通過佩戴VR設備進入由 AI 驅動的超逼真模擬 3D 虛擬世界，在這里，他們跟隨模擬無人機檢查離地數百英尺的風力渦輪機，巡查野生動物，并檢測中西部地區油箱的泄漏。

AI 和背后的數據實現了這一切，但實際上我們卻無法從現實世界捕捉到所需數據，Airtonomy 首席執行官 Josh Riedy 認為：“你肯定不希望無人機在飛行時撞到風力渦輪機、電力線或其他任何類似的設施。再加上北達科他州的冬天長達7個月，我們意識到我們需要的不是真實的物理世界，而是為客戶設計解決方案。”

Airtonomy成功的秘訣何在？答案就藏在微軟7月在范堡羅國際航展（Farnborough International Airshow）上發布的Project AirSim，這是一個運行在微軟Azure上的全新平臺，可以通過高保真仿真安全地構建、訓練和測試無人機。

在這種仿真環境中，AI模型在短短數秒內即可完成數百萬次飛行，學習如何對無數變量做出反應，就像它們在真實環境中可能會遇到的情況一樣，包括：在雨天、雨夾雪或雪天中如何飛行？強風或高溫會對續航時間帶來哪些影響？陰天時無人機攝像頭是否能像晴天時那樣看到渦輪機的安裝臂？

Project AirSim 使用 Azure 的強大功能生成海量數據，用于訓練AI模型，以在從起飛到巡航再到著陸的各飛行階段精準執行相應操作。它還將提供3D虛擬環境數據庫，其中涵蓋多樣的城鄉地形地貌，以及一系列精密的預訓練AI模型，加快無人機在基礎設施檢查、最后一英里物流、城市空中交通（UAM）等領域的應用。Project AirSim目前已經開始提供有限預覽［1］。

微軟負責技術和研究業務孵化的公司副總裁Gurdeep Pall 表示，該有限預覽解決方案結合了AI、計算和傳感器技術，以改變人員和貨物的運輸方式。這不僅僅發生在風電場所在的偏遠地區；隨著城市密度的上升，擁堵的道路和高速公路根本不能作為從A地到B地的最快方式。鑒于此，企業紛紛將目光投向天空和無人機。

Pall補充道：“Project AirSim 系統將給許多行業帶來巨變并實現許多空中作業場景，包括在擁擠的城市中實現最后一英里物流，以及對1000英里外墜落的電線進行檢查等。但首先我們必須在模擬真實環境的虛擬世界中安全地訓練這些系統。Project AirSim 是一種重要的工具，它可以讓我們將真實世界和虛擬世界連接起來，并展示了工業虛擬世界的力量：企業將在虛擬世界中構建、測試和完善解決方案，然后再把這些解決方案帶入現實世界中。”

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降低學習門檻，

加速實現自主飛行

高保真仿真是 AirSim 的核心，AirSim 是微軟研究院早期開發的開源項目，這個即將終止的項目為 Project AirSim 的發布帶來了啟發。AirSim 是一款頗受歡迎的研究工具，但使用時需要在編碼和機器學習方面具備深厚的專業知識。

如今，微軟已經將這款開源工具轉變為一個端到端平臺，使開展先進空中機動性（AAM）業務的客戶能夠在3D模擬環境中更輕松地測試和訓練AI驅動的無人機。

Project AirSim工程負責人Balinder Malhi表示：“人們都在談論AI，但卻鮮有公司能夠大規模應用AI。我們創建的Project AirSim可有助于推進并普及自主飛行，因為在無需具備深厚的AI專業知識的情況下，它也能夠準確模擬現實世界、捕獲和處理海量數據以及自主進行編碼。”

開發人員可以通過Project AirSim，與預訓練AI構建模塊建立聯系，包括用于探測與規避礙航物的先進模塊以及用于執行精確著陸的模塊等。Malhi表示，得益于這種“開箱即用”的能力，用戶無需掌握深度機器學習方面的專業知識，有助于擴大可以訓練無人機的用戶群體。

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Airtonomy參與了Project AirSim的早期使用項目，利用該項目幫助客戶快速、安全地對關鍵基礎設施進行遠程巡檢，整個過程無需花費時間和費用，規避了因派遣機組人員到偏遠地區而面臨的風險，同時使用時也無需掌握深厚的專業技術。

Josh Riedy表示：“我們為一線工作人員創建了自動捕獲自動程式，這些人員不經常使用無人機和機器人，但需要他們像在使用其他工具時那樣在無人機中進行操作。”通過Airtonomy，無人機不僅可以自動檢查資產，而且在捕獲數據時可以自動將捕獲到的數據情境化。這些功能可以擴展到任何行業的任何資產，從而實現端到端自動化的全新工作流。

他表示：“基礎設施建設人員在使用這些工具時，只需摁下按鈕，相關數據就會顯示出來，用于斷電搶修、災難響應或線路維護等工作，看到這樣的場景真是太令人驚嘆了。Project AirSim正在改變機器人和AI的應用方式。”

使用必應地圖（Bing Maps）和其他供應商提供的數據，Project AirSim用戶還將能夠創建數百萬個精細的3D模擬環境，并訪問紐約市或倫敦等特定位置的圖書館，或機場等通用空間。

此外，微軟還與業界合作伙伴緊密合作，將精確模擬擴展到天氣、物理，以及自動機器人用來“觀察”世界的各種重要傳感器。例如，微軟與Ansys攜手合作，利用其高保真、基于物理的傳感器模擬，使客戶能夠獲得自動駕駛汽車豐富的地面實況信息。同時，微軟和MathWorks也在開展合作，以便客戶可以使用Simulink將自己的物理模型帶到AirSim平臺。

隨著模擬飛行的開展，產生了大量數據。開發人員捕獲所有數據，并基于這些數據通過各種機器學習方法來訓練AI模型。

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連接虛實世界，

自主飛行飛躍工業元宇宙

在即將到來以先進空中機動性為主的時代，在天空中將可以看到各種各樣的飛行器，包括業余愛好者的無人機和搭載乘客的復雜eVTOL（電動垂直起降）飛行器。微軟表示，潛在的用例幾乎數不勝數，例如對電線和港口進行檢查，在擁擠的城市運送包裹和人員，以及在狹窄的礦井深處或在農田上空進行作業等。

在Project AirSim的高保真環境中，AI模型通過試錯來學習在飛行的每個階段應該執行哪些動作。

但僅靠技術還無法開啟自主飛行的時代。航空業還必須在全球空域監控系統和監管環境中制定路線圖。Project AirSim團隊積極與標準制定機構、民航和監管機構合作，制定必要的標準和合規手段，以推動該行業的發展。

Pall表示，微軟還計劃與全球民航監管機構合作，研究如何利用Project AirSim為安全自動駕駛系統認證工作提供支持，這可能會在AirSim中創建出無人機必須能夠成功導航的場景。包括大雨場景；大風場景；以及GPS信號發生中斷的場景。Pall提到，如果無人機每次都能從A地順利到達B地，這可能是通過認證的重要一步。

Project AirSim是一種重要的工具，它可以讓我們將虛擬世界和真實世界連接起來，并展示了工業虛擬世界的力量

Ashish Kapoor是微軟研究院最早參與AirSim開發的人員，他非常自豪能夠助力將這款仿真引擎從一個主要存在于代碼中的研究工具發展成為一個更強大的平臺，使任何企業在未掌握深厚專業技術的情況下均能使用。作為一名飛行員，Kapoor迫不及待地想看看這對飛行界而言意味著什么。

微軟自主系統研究部門現任總經理Kapoor表示：“當無人機在Project AirSim中飛行時，會產生海量數據。我們捕捉數據并將其應用于自主駕駛的能力將顯著改變航空業的格局。正因為如此，我們將在天空中看到更多飛行器，它們將被用于監控農場，檢查關鍵基礎設施，以及將貨物和人員運送到最偏遠的地區。”