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自主飞行是无人机发展的重要方向。自主性技术不仅可以减少机组人员，减少工作量，而且还可以提高安全性。在通往自主飞行的道路上，人机交互技术是当前试验验证的重点。
无人驾驶技术常常被描绘成可能取代飞行员。为此，美国国防部预研局（DARPA）和西科斯基飞机公司联合开展驾驶舱机组人员自主系统（ALIAS）验证，旨在开发一套可以给飞机带来高度自动化的嵌入式移动组件。驾驶舱机组人员自主系统项目于2016年]O月由极光飞行科学公司和西科斯基飞机公司完成了第1阶段验证工作，2018年10月17日完成了第2阶段验证工作。该项目验证了如何使用自主系统来减少现有飞机的工作量和提高安全性，同时建立了飞行员对自主系统的信任，从而为在某些任务中减少机组人员铺平道路。验证试验中发现，人机交互技术是自主飞行的关键技术之一。
作为DARPA项目，驾驶舱机组人员自主系统的重点是实现机组减员情况下的军用飞行操作。该项目经理丹·帕特说：“通过让每名操作员更高效，从而使用更少的机组人员操作同一架飞机，这将有助于解决训练有素的军事人员短缺问题，并为国防部带来丰厚的回报。”无论飞机平台的电子电路复杂性如何，DARPA的驾驶舱机组人员自主系统都能带来高超的驾驶舱自动化水平;增加单飞行员操作的安全性，减少某些任务的机组人员;感知系统能读取仪器，以规范辅助飞行员操作;联网的平板电脑可从空中和地面协同控制飞机。
利用驾驶舱辅助设备帮助飞行员信任自主系统
（1）极光飞行科学公司第二阶段验证
丹·帕特说，“驾驶舱机组人员自主系统项目是要制造一架自动驾驶的飞机，而不是排斥驾驶员。驾驶舱机组人员自主系统可以管理所有的基本程序，这样飞行员就不用切换开关，能够更有效地利用时间。飞行员可以考虑任务的内容和收集的信息，而不是管理操纵杆和油门。但驾驶舱机组人员自主系统给驾驶舱带来的自主性不仅仅限于军事，而具有短期应用和长期影响。该系统可能在五年内完成集成，但是，将商用飞机从两名飞行员减少到一名“任务指挥官”需要管理上的改变，同时需要几十年时间产生足够的数据来证明系统是安全的或更安全的。”
驾驶舱机组人员自主系统第二阶段试验验证了包含了许多技术，这些技术可将自主系统应用到几乎所有飞机，甚至是没有航空电子数据总线的飞机，包括读取模拟仪器的摄像机系统技术、通过机械臂操纵控制器的技术、允许地面和空中多个用户协同控制飞机的平板电脑技术等。
丹·帕特说：“我们有这样的愿景，自主系统可以最终管理所有低级飞行任务。同时，这些技术可以使航空飞行更安全。”他与汽车行业作了比较，汽车行业关注自动驾驶汽车的安全性，但许多单项技术可以使驾驶更安全。
丹·帕特說，“具有监视仪表和警告飞行员的极光感知系统，是你想象得到的、可以很快进入驾驶舱并在不减少驾驶员的情况下，提高安全性的技术。驾驶舱机组人员自主系统的长期模型是能够处理突发事件，帮助筛选所有输入的复杂信息，并将其提取为人类能理解的信息的自主系统。”
极光飞行科学公司在弗吉尼亚州马纳萨斯总部的驾驶舱机组人员自主系统验证包括，DARPA提供的塞斯纳“大篷车”飞机的飞行，以及在另一架“大篷车”飞机和贝尔UH-1直升机（用作硬件回路模拟器）上进行的地面演示。该项目还涉及极光飞行科学公司“半人马座”自动驾驶飞机的飞行，该飞机是钻石DA42双发活塞飞机的改进型。
“大篷车”飞机经改装后，在驾驶舱右侧增加了感知系统，安装的四个摄像机对准仪表板并监视仪表、开关和控制器，感知系统读取并数字化指针及开关位置，并将这些飞机状态数据提供给驾驶舱机组人员自主系统。
取代右侧座椅的是用于操纵驾驶杆和方向舵踏板的托盘加装致动器，以及一个用于调节油门和展开襟翼的六自由度机械臂。飞行员可以迅速松开机械臂，如果与飞行员发生冲突，机械臂也会收回。
尚未在“大篷车”飞机上实现，但正在开发的语音识别系统能使飞行员像跟副驾驶员一样与驾驶舱机组人员自主系统进行语音交互。首席创新官约翰·泰尔科说：“它能听从空中交通管制，并将其数字化输入驾驶舱机组人员自主系统系统。它能像副驾驶员一样服从飞行员指令并进行请求一响应。如果你错了一步，它会提醒你。”
驾驶舱机组人员自主系统的关键是它需要飞行知识，而且它必须适用于不同的平台。这些知识包括飞行动力学模型和飞行员手册中所有正常和异常操作的规程。丹·帕特说：“无人机规划的困难之处在于想到每一种可能的情况，对于现有飞机而言，这些情况都写在手册里了。自主系统必须学懂手册。”
极光飞行科学公司的知识获取系统基于通用模板，这些模板利用了不同类型飞机（例如，单引擎或多引擎）的规程相似的优势。极光飞行科学公司表示：“如果是单引擎、固定式起落架的飞机，我们不需要知道如何收回起落架。我们可以在很短的时间内制作一个通用的飞行手册。”
在“大篷车”飞机地面演示中可以看到这些知识在起作用。在模拟起飞后，飞行员通过平板电脑使用驾驶舱机组人员自主系统。驾驶舱机组人员自主系统系统取得飞机控制权后，移动机械臂抓住油门杆。飞行员使用平板电脑发出90°转弯指令;系统读取仪表数值后，控制机械臂加大油门以保持高度。
随后，通过向驾驶舱机组人员自主系统快速移交控制权以稳定飞机水平飞行，极光飞行科学公司演示了自主系统如何帮助迷失方向的飞行员恢复正常姿态。通过模拟变速箱污染导致的发动机故障，证实了驾驶舱机组人员自主系统系统具备飞行手册中的规程知识。
感知系统观察指示灯，并一直监视油压表。手册上写道，如果压力值一直高于某一水平，并不算严重的警报。但如果感知系统发现油压降低且低压灯亮起，驾驶舱机组人员自主系统将警告飞行员，并在平板电脑上显示发动机故障检查表。
飞行员确认发动机故障后，系统会将油门调整到怠速状态，使飞机达到最佳滑翔速度。飞行员随后仔细核对检查表，表中一些任务交由驾驶舱机组人员自主系统完成。感知系统监测飞行员的动作和驾驶舱指示，以核实检查表项目已经完成，也会应飞行员要求给予提示。 “半人马座”飞机和UH-1直升机上都安装了感知系统，极光飞行科学公司还说，“大篷车”飞机、DA42飞机和UH-1直升机上的驾驶舱机组人员自主系统硬件和软件都是相同的，以此验证驾驶舱机组人员自主系统系统在不同平台间的可扩展性。
（2）西科斯基飞机公司第二阶段验证
另一场竞争对手的驾驶舱机组人员自主系统演示包括一架由S-76B改装的自动驾驶飞机——西科斯基自动化研究飞机（SARA）、另一架“大篷车”飞机和一辆地面站方舱车。该演示在位于纽约州波基普西市的AAG总部进行。AAG是西科斯基飞机公司的子公司，拥有S-76飞机的部分股份。
在西科斯基矩阵技术自主系统项目支持下，SARA改装成遥控自动驾驶飞机，这也代表着驾驶舱机组人员自主系统应用领域的一个方向。来自同一家商业运营商、由DARPA提供的“大篷车”飞机则代表另一个方向：修改现有的自动驾驶仪以便与驾驶舱机组人员自主系统系统共同工作。
西科斯基自主系统项目主任伊格尔·切林宾斯基说，该演示模拟的是最简单的货运任务。其理念是创建一个“大驾驶舱”，使地面人员和空中机组人员作为一个团队工作，所有人使用相同的、联网的平板电脑，通过自主系统管理飞机。
SARA具备全权的数字飞行控制器和三重冗余的自主任务管理器，从而能够完全无人驾驶飞行。“大篷车”飞机具有双任务管理器。据伊格尔·切林宾斯基说，由于驾驶舱机组人员自主系统通过现有的自动驾驶伺服机构控制涡轮螺旋桨飞机飞行，因此飞行控制权限只有50%～80%。SARA和“大篷车”飞机的高性能计算硬件不同，但运行的软件相同。
西科斯基飞机公司演示的目的是展示飞行员可以在直升机上执行货运任务，着陆后，拿着相同的平板电脑并將其连接到“大篷车”飞机仪表板上，然后使用相同的硬件和软件执行起飞和货运飞行任务。在两架飞机上，驾驶舱机组人员自主系统就像是担任安全驾驶员的第二名机组人员一样。
在SARA上，飞行员通过护膝上的平板电脑操作直升机。飞行员在触摸屏上规划任务，同时将任务分配给飞行员、地面操作员和驾驶舱机组人员自主系统。安装在右窗台上的六自由度鼠标允许飞行员“猛烈地”改变飞机位置，从而使终端区操作更容易，但是操作指令仍需经过自主系统。
当输入任务或指令时，以及在整个飞行过程中，路径规划系统自动检查后续的航线，看SARA上的激光雷达传感器是否检测到有障碍物。随后，驾驶舱机组人员自主系统会在任务管理器设置的约束条件下，自动调整飞行计划以避免碰撞。
根据目标航点建立任务计划。伊格尔·切林宾斯基说：“目标航点可以是空间中的任何一个点，”自主系统知道它何时可以偏离这个目标航点、偏离多少，并且仍然完成任务。“如果你告诉它‘在该点降落’，但它做不到，它就会提示操作者。如果你告诉它‘在附近降落’，但它做不到，它会找到一个适合的着陆地点，并告诉操作员‘如果你什么都不做，我就在这里降落。’”
在演示中，SARA手动滑行。地面站命令起飞后，S-76B自主升空到40ft悬停，激光雷达传感器开始扫描，平板电脑上生成危险地图，冲突地区显示为红色。伊格尔·切林宾斯基接着演示了如何在地面上使用平板电脑触摸地图以重新定位直升机。
平板电脑通过Wi-Fi连接到地面站，地面站通过使用可操纵天线的商业通信链路连接到飞机。伊格尔·切林宾斯基说：“我们使用最先进的数据链加密技术。”共享激光雷达数据需要一条大容量的链路，传输指令则占用更少的带宽，而SARA可以使用低速率的铱星链路进行超视距控制。
通过网络，飞行员的平板电脑可以显示其他用户输入的指令。他可以按下“执行”按钮来接受这些更改，或者按“放弃”按钮拒绝。伊格尔·切林宾斯基说，根据美国陆军执行货运任务的方式，飞机控制权通过口头方式无缝移交。
起飞后，飞行员没有触碰控制装置。伊格尔·切林宾斯基说：“驾驶舱机组人员自主系统可以操纵飞机直到降落。”SARA着陆并手动滑行回到停机坪后，机组人员转移到“大篷车”飞机，在飞机手动起飞后，控制权移交给驾驶舱机组人员自主系统平板电脑。
由于SARA早已存在，“大篷车”飞机用于证明驾驶舱机组人员自主系统的可移植性，并且“表示我们在两个月内能做什么”。这两架飞机“展示了我们如何提供一系列的应用方案，而不仅仅是一刀切的方法。”
正如需要驾驶舱机组人员自主系统一样，“大篷车”飞机证明了缺少自动驾驶仪的飞行器需要机器控制。在自主系统控制下，基座上的电子机械传动器驱动一个机械臂调节油门，另一个机械臂则移动襟翼。
伊格尔·切林宾斯基说，西科斯基自主系统并不强调机器系统，而是在“大篷车”飞机驾驶舱安装了摄像机收集数据，以开发读取模拟仪表及开关的能力，系统还致力于语音识别研究。飞机安装了UTC（联合技术公司）航空航天系统公司的激光雷达和短波红外传感器，以避免碰撞。
西科斯基飞机公司的驾驶舱机组人员自主系统实现理念包括“分布式解决方案”和“集成解决方案”，“分布式解决方案”提供高度可靠和容忍发射的“始终在线”加力，但需要修改机身周围的几个位置，“集成解决方案”将所有东西都放在驾驶舱内。
采用分布式方法时，改装一架飞机需要200h或更多的时间，将驾驶舱机组人员自主系统应用于新平台需要大约一年时间。集成系统能够在一天到一个星期内快速完成改造和改装，但只能提供“像自动驾驶”的可靠性和部分控制权。伊格尔·切林宾斯基说：“‘大篷车’飞机介于两者之间。”
人机交互是DARPA/西科斯基飞机公司自主飞行的重点
极光飞行科学公司和西科斯基飞机公司都已经完成了驾驶舱机组人员自主系统第2阶段验证试验，该阶段将培育筛选出来的技术，并将这些技术在另一个不同的平台上进行飞行试验。丹·帕特说，DARPA将筛选集成商，但目前还未决定是哪家公司。在第三阶段验证中，极光飞行科学公司投标的重点是感知和语音识别，而不是机器驱动。其总裁兼首席运营官马克·切利说：“我们已经知道团队准备接受什么。近期，飞行员还没做好启动准备，他们准备好了感知、检查、语音识别和复述检查清单。”而西科斯基飞机公司第3阶段的策略是“围绕领域和资格集成，将继续发展重点技术，以更多智能、规划和人机交互能力为中心。” 因此，丹·帕特说，“长期来看，驾驶舱机组人员自主系统所展示的技术是驾驶舱自动化系统变得更鲁棒的关键，可能从根本上改变人们与飞机的交互方式。”要突破范例很难，但这可能是将自动化技术引入飞行的方法。“很明显的是，未来只有一个机组人员的驾驶舱或者自动驾驶飞机，不能像今天的样子。”
ALIAS第3阶段于2017年]月获批，其重点是将驾驶舱机组人员自主系统集成到美国陆军西科斯基UH-60“黑鹰”通用直升机。该系统定于2018年在西科斯基飞机公司UH-60A上进行飞行试验，UH-60A将于2019年在美国军事基地进行两次任务演示。
在第3阶段验证中，西科斯基飞机公司展示了飞行员在模拟军事任务中与自主系统交互的新方法，这些飞行利用位于弗吉尼亚州尤斯特斯堡的S-76试验平台进行。作为驾驶舱机组人员自主系统的第3阶段，除了在2016年项目第2阶段中展示的平板接口外，10月17日的飞行还引入了飞行控制操纵器作为与自主系统交互的手段。
DARPA项目经理格雷厄姆·德罗泽斯基（Graham Drozeski）说，在尤斯特斯堡的飛行显示了一系列的能力，包括端到端的自主任务以及飞行员通过驾驶舱机组人员自主系统使用飞行控制操纵器而不是传统的周期距与总距控制来驾驶直升机。
根据与DARPA的第三阶段协议，美国陆军还将装备配备有驾驶舱机组人员自主系统的UH-60M，同时西科斯基飞机公司还致力于将可确认的自主能力集成到其S-92商用直升机。这项工作“将持续到2020年及以后。
格雷厄姆·德罗泽斯基说，“在尤斯特斯堡的S-76西科斯基自动化研究飞机（SARA）的飞行在现实环境中证实，驾驶舱机组人员自主系统可以集成至UH-60”。UH-60的飞行以空中机动、伤员输送和路线侦察任务为模型;S-97的任务是飞行低空路线，避开电线，在多个偏远狭窄区域起飞和着陆，自主探测着陆区内的障碍。
最新版本的驾驶舱机组人员自主系统能够实现多个级别的控制，从预先计划的、完全自主的任务到飞行中的动态重新规划和实时控制。驾驶舱操纵器的右摇杆控制滚转和空速，左摇杆控制偏航。
西科斯基飞机公司试飞员马克·沃德说：“你可以预编程驾驶舱机组人员自主系统以自主执行任务，然后在“飞行回路”中使用左手和右手控制器修改X、Y和Z轴的计划。”他说，尤斯特斯堡的飞行任务从飞行员零交互的完全自主到“操作飞行控制操纵器和飞行”，其中，完全自主通过飞行员与编入驾驶舱机组人员自主系统的总体任务目标交互的混合模式进行。
增加的飞行控制操纵器接口使飞行员能够快速地与驾驶舱机组人员自主系统交互。西科斯基自主系统总工程师伊格尔·切林宾斯基说，“我们希望以一种敏捷的方式进行交互，因此我们开发了一个流畅的接口，使系统能够立即做出反应。”他说，自主系统需要能够对“人类的突发奇想”做出反应，比如飞行员决定向左而不是向右绕过一座山。增加的飞行控制操纵器需要“更快的动作和任务规划算法”。
伊格尔·切林宾斯基说，“我们的重点是使飞行员能够在不同程度与驾驶舱机组人员自主系统的自主能力进行交互，从而能够以最高效率、最有效的方式执行任务。”机组人员可以与驾驶舱机组人员自主系统进行交互，以修改几分钟前计划好的飞行路径，并且自主系统将调整以实现预定的任务目标。或者，如果出现紧急情况，飞行员可以抓住操纵杆，自主系统将会立即做出反应。”
德罗泽斯基说，尽管驾驶舱机组人员自主系统一直致力于将自主性作为减少机组人员工作量的一种方式赋予有人驾驶飞机而非无人驾驶机，“在其过程中，该项目变得强调人和机器的交互作用，但这在四年前可能还不是很清楚。”
DARPA预计这项技术将集成到现有和未来的军用飞机。德罗泽斯基说，“这是减少旋翼飞机事故的一种方法，可控飞行撞地（CFIT）和人为失误仍然是直升机坠毁的主要原因。我们期望看到由于自主架构和能力，直升机灾难和事故将显著减少。”
无人驾驶技术常常被描绘成可能取代飞行员。为此，美国国防部预研局（DARPA）和西科斯基飞机公司联合开展驾驶舱机组人员自主系统（ALIAS）验证，旨在开发一套可以给飞机带来高度自动化的嵌入式移动组件。驾驶舱机组人员自主系统项目于2016年]O月由极光飞行科学公司和西科斯基飞机公司完成了第1阶段验证工作，2018年10月17日完成了第2阶段验证工作。该项目验证了如何使用自主系统来减少现有飞机的工作量和提高安全性，同时建立了飞行员对自主系统的信任，从而为在某些任务中减少机组人员铺平道路。验证试验中发现，人机交互技术是自主飞行的关键技术之一。
作为DARPA项目，驾驶舱机组人员自主系统的重点是实现机组减员情况下的军用飞行操作。该项目经理丹·帕特说：“通过让每名操作员更高效，从而使用更少的机组人员操作同一架飞机，这将有助于解决训练有素的军事人员短缺问题，并为国防部带来丰厚的回报。”无论飞机平台的电子电路复杂性如何，DARPA的驾驶舱机组人员自主系统都能带来高超的驾驶舱自动化水平;增加单飞行员操作的安全性，减少某些任务的机组人员;感知系统能读取仪器，以规范辅助飞行员操作;联网的平板电脑可从空中和地面协同控制飞机。
利用驾驶舱辅助设备帮助飞行员信任自主系统
（1）极光飞行科学公司第二阶段验证
丹·帕特说，“驾驶舱机组人员自主系统项目是要制造一架自动驾驶的飞机，而不是排斥驾驶员。驾驶舱机组人员自主系统可以管理所有的基本程序，这样飞行员就不用切换开关，能够更有效地利用时间。飞行员可以考虑任务的内容和收集的信息，而不是管理操纵杆和油门。但驾驶舱机组人员自主系统给驾驶舱带来的自主性不仅仅限于军事，而具有短期应用和长期影响。该系统可能在五年内完成集成，但是，将商用飞机从两名飞行员减少到一名“任务指挥官”需要管理上的改变，同时需要几十年时间产生足够的数据来证明系统是安全的或更安全的。”
驾驶舱机组人员自主系统第二阶段试验验证了包含了许多技术，这些技术可将自主系统应用到几乎所有飞机，甚至是没有航空电子数据总线的飞机，包括读取模拟仪器的摄像机系统技术、通过机械臂操纵控制器的技术、允许地面和空中多个用户协同控制飞机的平板电脑技术等。
丹·帕特说：“我们有这样的愿景，自主系统可以最终管理所有低级飞行任务。同时，这些技术可以使航空飞行更安全。”他与汽车行业作了比较，汽车行业关注自动驾驶汽车的安全性，但许多单项技术可以使驾驶更安全。
丹·帕特說，“具有监视仪表和警告飞行员的极光感知系统，是你想象得到的、可以很快进入驾驶舱并在不减少驾驶员的情况下，提高安全性的技术。驾驶舱机组人员自主系统的长期模型是能够处理突发事件，帮助筛选所有输入的复杂信息，并将其提取为人类能理解的信息的自主系统。”
极光飞行科学公司在弗吉尼亚州马纳萨斯总部的驾驶舱机组人员自主系统验证包括，DARPA提供的塞斯纳“大篷车”飞机的飞行，以及在另一架“大篷车”飞机和贝尔UH-1直升机（用作硬件回路模拟器）上进行的地面演示。该项目还涉及极光飞行科学公司“半人马座”自动驾驶飞机的飞行，该飞机是钻石DA42双发活塞飞机的改进型。
“大篷车”飞机经改装后，在驾驶舱右侧增加了感知系统，安装的四个摄像机对准仪表板并监视仪表、开关和控制器，感知系统读取并数字化指针及开关位置，并将这些飞机状态数据提供给驾驶舱机组人员自主系统。
取代右侧座椅的是用于操纵驾驶杆和方向舵踏板的托盘加装致动器，以及一个用于调节油门和展开襟翼的六自由度机械臂。飞行员可以迅速松开机械臂，如果与飞行员发生冲突，机械臂也会收回。
尚未在“大篷车”飞机上实现，但正在开发的语音识别系统能使飞行员像跟副驾驶员一样与驾驶舱机组人员自主系统进行语音交互。首席创新官约翰·泰尔科说：“它能听从空中交通管制，并将其数字化输入驾驶舱机组人员自主系统系统。它能像副驾驶员一样服从飞行员指令并进行请求一响应。如果你错了一步，它会提醒你。”
驾驶舱机组人员自主系统的关键是它需要飞行知识，而且它必须适用于不同的平台。这些知识包括飞行动力学模型和飞行员手册中所有正常和异常操作的规程。丹·帕特说：“无人机规划的困难之处在于想到每一种可能的情况，对于现有飞机而言，这些情况都写在手册里了。自主系统必须学懂手册。”
极光飞行科学公司的知识获取系统基于通用模板，这些模板利用了不同类型飞机（例如，单引擎或多引擎）的规程相似的优势。极光飞行科学公司表示：“如果是单引擎、固定式起落架的飞机，我们不需要知道如何收回起落架。我们可以在很短的时间内制作一个通用的飞行手册。”
在“大篷车”飞机地面演示中可以看到这些知识在起作用。在模拟起飞后，飞行员通过平板电脑使用驾驶舱机组人员自主系统。驾驶舱机组人员自主系统系统取得飞机控制权后，移动机械臂抓住油门杆。飞行员使用平板电脑发出90°转弯指令;系统读取仪表数值后，控制机械臂加大油门以保持高度。
随后，通过向驾驶舱机组人员自主系统快速移交控制权以稳定飞机水平飞行，极光飞行科学公司演示了自主系统如何帮助迷失方向的飞行员恢复正常姿态。通过模拟变速箱污染导致的发动机故障，证实了驾驶舱机组人员自主系统系统具备飞行手册中的规程知识。
感知系统观察指示灯，并一直监视油压表。手册上写道，如果压力值一直高于某一水平，并不算严重的警报。但如果感知系统发现油压降低且低压灯亮起，驾驶舱机组人员自主系统将警告飞行员，并在平板电脑上显示发动机故障检查表。
飞行员确认发动机故障后，系统会将油门调整到怠速状态，使飞机达到最佳滑翔速度。飞行员随后仔细核对检查表，表中一些任务交由驾驶舱机组人员自主系统完成。感知系统监测飞行员的动作和驾驶舱指示，以核实检查表项目已经完成，也会应飞行员要求给予提示。 “半人马座”飞机和UH-1直升机上都安装了感知系统，极光飞行科学公司还说，“大篷车”飞机、DA42飞机和UH-1直升机上的驾驶舱机组人员自主系统硬件和软件都是相同的，以此验证驾驶舱机组人员自主系统系统在不同平台间的可扩展性。
（2）西科斯基飞机公司第二阶段验证
另一场竞争对手的驾驶舱机组人员自主系统演示包括一架由S-76B改装的自动驾驶飞机——西科斯基自动化研究飞机（SARA）、另一架“大篷车”飞机和一辆地面站方舱车。该演示在位于纽约州波基普西市的AAG总部进行。AAG是西科斯基飞机公司的子公司，拥有S-76飞机的部分股份。
在西科斯基矩阵技术自主系统项目支持下，SARA改装成遥控自动驾驶飞机，这也代表着驾驶舱机组人员自主系统应用领域的一个方向。来自同一家商业运营商、由DARPA提供的“大篷车”飞机则代表另一个方向：修改现有的自动驾驶仪以便与驾驶舱机组人员自主系统系统共同工作。
西科斯基自主系统项目主任伊格尔·切林宾斯基说，该演示模拟的是最简单的货运任务。其理念是创建一个“大驾驶舱”，使地面人员和空中机组人员作为一个团队工作，所有人使用相同的、联网的平板电脑，通过自主系统管理飞机。
SARA具备全权的数字飞行控制器和三重冗余的自主任务管理器，从而能够完全无人驾驶飞行。“大篷车”飞机具有双任务管理器。据伊格尔·切林宾斯基说，由于驾驶舱机组人员自主系统通过现有的自动驾驶伺服机构控制涡轮螺旋桨飞机飞行，因此飞行控制权限只有50%～80%。SARA和“大篷车”飞机的高性能计算硬件不同，但运行的软件相同。
西科斯基飞机公司演示的目的是展示飞行员可以在直升机上执行货运任务，着陆后，拿着相同的平板电脑并將其连接到“大篷车”飞机仪表板上，然后使用相同的硬件和软件执行起飞和货运飞行任务。在两架飞机上，驾驶舱机组人员自主系统就像是担任安全驾驶员的第二名机组人员一样。
在SARA上，飞行员通过护膝上的平板电脑操作直升机。飞行员在触摸屏上规划任务，同时将任务分配给飞行员、地面操作员和驾驶舱机组人员自主系统。安装在右窗台上的六自由度鼠标允许飞行员“猛烈地”改变飞机位置，从而使终端区操作更容易，但是操作指令仍需经过自主系统。
当输入任务或指令时，以及在整个飞行过程中，路径规划系统自动检查后续的航线，看SARA上的激光雷达传感器是否检测到有障碍物。随后，驾驶舱机组人员自主系统会在任务管理器设置的约束条件下，自动调整飞行计划以避免碰撞。
根据目标航点建立任务计划。伊格尔·切林宾斯基说：“目标航点可以是空间中的任何一个点，”自主系统知道它何时可以偏离这个目标航点、偏离多少，并且仍然完成任务。“如果你告诉它‘在该点降落’，但它做不到，它就会提示操作者。如果你告诉它‘在附近降落’，但它做不到，它会找到一个适合的着陆地点，并告诉操作员‘如果你什么都不做，我就在这里降落。’”
在演示中，SARA手动滑行。地面站命令起飞后，S-76B自主升空到40ft悬停，激光雷达传感器开始扫描，平板电脑上生成危险地图，冲突地区显示为红色。伊格尔·切林宾斯基接着演示了如何在地面上使用平板电脑触摸地图以重新定位直升机。
平板电脑通过Wi-Fi连接到地面站，地面站通过使用可操纵天线的商业通信链路连接到飞机。伊格尔·切林宾斯基说：“我们使用最先进的数据链加密技术。”共享激光雷达数据需要一条大容量的链路，传输指令则占用更少的带宽，而SARA可以使用低速率的铱星链路进行超视距控制。
通过网络，飞行员的平板电脑可以显示其他用户输入的指令。他可以按下“执行”按钮来接受这些更改，或者按“放弃”按钮拒绝。伊格尔·切林宾斯基说，根据美国陆军执行货运任务的方式，飞机控制权通过口头方式无缝移交。
起飞后，飞行员没有触碰控制装置。伊格尔·切林宾斯基说：“驾驶舱机组人员自主系统可以操纵飞机直到降落。”SARA着陆并手动滑行回到停机坪后，机组人员转移到“大篷车”飞机，在飞机手动起飞后，控制权移交给驾驶舱机组人员自主系统平板电脑。
由于SARA早已存在，“大篷车”飞机用于证明驾驶舱机组人员自主系统的可移植性，并且“表示我们在两个月内能做什么”。这两架飞机“展示了我们如何提供一系列的应用方案，而不仅仅是一刀切的方法。”
正如需要驾驶舱机组人员自主系统一样，“大篷车”飞机证明了缺少自动驾驶仪的飞行器需要机器控制。在自主系统控制下，基座上的电子机械传动器驱动一个机械臂调节油门，另一个机械臂则移动襟翼。
伊格尔·切林宾斯基说，西科斯基自主系统并不强调机器系统，而是在“大篷车”飞机驾驶舱安装了摄像机收集数据，以开发读取模拟仪表及开关的能力，系统还致力于语音识别研究。飞机安装了UTC（联合技术公司）航空航天系统公司的激光雷达和短波红外传感器，以避免碰撞。
西科斯基飞机公司的驾驶舱机组人员自主系统实现理念包括“分布式解决方案”和“集成解决方案”，“分布式解决方案”提供高度可靠和容忍发射的“始终在线”加力，但需要修改机身周围的几个位置，“集成解决方案”将所有东西都放在驾驶舱内。
采用分布式方法时，改装一架飞机需要200h或更多的时间，将驾驶舱机组人员自主系统应用于新平台需要大约一年时间。集成系统能够在一天到一个星期内快速完成改造和改装，但只能提供“像自动驾驶”的可靠性和部分控制权。伊格尔·切林宾斯基说：“‘大篷车’飞机介于两者之间。”
人机交互是DARPA/西科斯基飞机公司自主飞行的重点
极光飞行科学公司和西科斯基飞机公司都已经完成了驾驶舱机组人员自主系统第2阶段验证试验，该阶段将培育筛选出来的技术，并将这些技术在另一个不同的平台上进行飞行试验。丹·帕特说，DARPA将筛选集成商，但目前还未决定是哪家公司。在第三阶段验证中，极光飞行科学公司投标的重点是感知和语音识别，而不是机器驱动。其总裁兼首席运营官马克·切利说：“我们已经知道团队准备接受什么。近期，飞行员还没做好启动准备，他们准备好了感知、检查、语音识别和复述检查清单。”而西科斯基飞机公司第3阶段的策略是“围绕领域和资格集成，将继续发展重点技术，以更多智能、规划和人机交互能力为中心。” 因此，丹·帕特说，“长期来看，驾驶舱机组人员自主系统所展示的技术是驾驶舱自动化系统变得更鲁棒的关键，可能从根本上改变人们与飞机的交互方式。”要突破范例很难，但这可能是将自动化技术引入飞行的方法。“很明显的是，未来只有一个机组人员的驾驶舱或者自动驾驶飞机，不能像今天的样子。”
ALIAS第3阶段于2017年]月获批，其重点是将驾驶舱机组人员自主系统集成到美国陆军西科斯基UH-60“黑鹰”通用直升机。该系统定于2018年在西科斯基飞机公司UH-60A上进行飞行试验，UH-60A将于2019年在美国军事基地进行两次任务演示。
在第3阶段验证中，西科斯基飞机公司展示了飞行员在模拟军事任务中与自主系统交互的新方法，这些飞行利用位于弗吉尼亚州尤斯特斯堡的S-76试验平台进行。作为驾驶舱机组人员自主系统的第3阶段，除了在2016年项目第2阶段中展示的平板接口外，10月17日的飞行还引入了飞行控制操纵器作为与自主系统交互的手段。
DARPA项目经理格雷厄姆·德罗泽斯基（Graham Drozeski）说，在尤斯特斯堡的飛行显示了一系列的能力，包括端到端的自主任务以及飞行员通过驾驶舱机组人员自主系统使用飞行控制操纵器而不是传统的周期距与总距控制来驾驶直升机。
根据与DARPA的第三阶段协议，美国陆军还将装备配备有驾驶舱机组人员自主系统的UH-60M，同时西科斯基飞机公司还致力于将可确认的自主能力集成到其S-92商用直升机。这项工作“将持续到2020年及以后。
格雷厄姆·德罗泽斯基说，“在尤斯特斯堡的S-76西科斯基自动化研究飞机（SARA）的飞行在现实环境中证实，驾驶舱机组人员自主系统可以集成至UH-60”。UH-60的飞行以空中机动、伤员输送和路线侦察任务为模型;S-97的任务是飞行低空路线，避开电线，在多个偏远狭窄区域起飞和着陆，自主探测着陆区内的障碍。
最新版本的驾驶舱机组人员自主系统能够实现多个级别的控制，从预先计划的、完全自主的任务到飞行中的动态重新规划和实时控制。驾驶舱操纵器的右摇杆控制滚转和空速，左摇杆控制偏航。
西科斯基飞机公司试飞员马克·沃德说：“你可以预编程驾驶舱机组人员自主系统以自主执行任务，然后在“飞行回路”中使用左手和右手控制器修改X、Y和Z轴的计划。”他说，尤斯特斯堡的飞行任务从飞行员零交互的完全自主到“操作飞行控制操纵器和飞行”，其中，完全自主通过飞行员与编入驾驶舱机组人员自主系统的总体任务目标交互的混合模式进行。
增加的飞行控制操纵器接口使飞行员能够快速地与驾驶舱机组人员自主系统交互。西科斯基自主系统总工程师伊格尔·切林宾斯基说，“我们希望以一种敏捷的方式进行交互，因此我们开发了一个流畅的接口，使系统能够立即做出反应。”他说，自主系统需要能够对“人类的突发奇想”做出反应，比如飞行员决定向左而不是向右绕过一座山。增加的飞行控制操纵器需要“更快的动作和任务规划算法”。
伊格尔·切林宾斯基说，“我们的重点是使飞行员能够在不同程度与驾驶舱机组人员自主系统的自主能力进行交互，从而能够以最高效率、最有效的方式执行任务。”机组人员可以与驾驶舱机组人员自主系统进行交互，以修改几分钟前计划好的飞行路径，并且自主系统将调整以实现预定的任务目标。或者，如果出现紧急情况，飞行员可以抓住操纵杆，自主系统将会立即做出反应。”
德罗泽斯基说，尽管驾驶舱机组人员自主系统一直致力于将自主性作为减少机组人员工作量的一种方式赋予有人驾驶飞机而非无人驾驶机，“在其过程中，该项目变得强调人和机器的交互作用，但这在四年前可能还不是很清楚。”
DARPA预计这项技术将集成到现有和未来的军用飞机。德罗泽斯基说，“这是减少旋翼飞机事故的一种方法，可控飞行撞地（CFIT）和人为失误仍然是直升机坠毁的主要原因。我们期望看到由于自主架构和能力，直升机灾难和事故将显著减少。”