Тесты в Лондоне и Сингапуре могут показать, может ли искусственный интеллект повысить безопасность авиаперелетов
29 января вертолет Black Hawk армии США столкнулся в воздухе с пассажирским самолетом American Airlines вблизи Вашингтонского национального аэропорта имени Рональда Рейгана, в результате чего погибли 67 человек. Хотя авиадиспетчеры на вышке аэропорта в тот момент увидели, что на их экранах вспыхнули предупреждающие сигналы, по крайней мере, за 20 секунд до этого, и попытались уведомить оба самолета, они не смогли предотвратить аварию. Расследование авиакатастрофы продолжается, но авиационные эксперты сходятся во мнении, что определенную роль сыграла человеческая ошибка — возможно, в кабинах пилотов, возможно, в башне. Можно ли было бы избежать этой катастрофы и нескольких других громких авиакатастроф с тех пор, если бы искусственный интеллект управлял воздушным движением (УВД) наряду с людьми-диспетчерами? В настоящее время исследователи тестируют системы, чтобы понять, как они могут работать.
В этом году особое внимание было уделено возможным авариям, поскольку сотрудники УВД, испытывающие нехватку персонала и перегруженные работой, пытаются отслеживать тысячи рейсов каждый день. Их работа опирается на множество систем, которые практически не менялись на протяжении десятилетий: освещение взлетно-посадочной полосы поддерживается технологией, впервые внедренной в 1980-х годах, а диспетчеры на некоторых вышках все еще используют бумагу для отслеживания движения самолетов. Но, пожалуй, наиболее характерным аспектом УВД является то, что люди необходимы для руководства пилотами на каждом этапе полета.
В связи с ростом глобального воздушного движения и сохраняющейся нехваткой персонала авиационная отрасль изучает возможность искусственного разведка должна играть большую роль в УВД. Сторонники ИИ утверждают, что он может уменьшить количество человеческих ошибок и повысить эффективность, в то время как скептики указывают на его ограниченность в работе с непредсказуемыми сценариями. В настоящее время в крупных аэропортах проводятся испытания, и вопрос не только в том, будет ли ИИ интегрирован, но и в том, какую ответственность он должен взять на себя.
О поддержке научной журналистики
Если вам понравилась эта статья, подумайте о том, чтобы поддержать нашу журналистику, отмеченную наградами, подписавшись на нее. Приобретая подписку, вы помогаете обеспечить будущее впечатляющих историй об открытиях и идеях, формирующих наш современный мир.
Учитывая стремительный рост числа приложений с искусственным интеллектом, в ближайшем будущем диспетчерская может быть полностью автоматизирована. Вмешательство человека будет исключением, а не правилом. Сегодня диспетчеры используют комбинацию радиолокационных данных и данных о местоположении полета, автоматически передаваемых воздушным судном, для отслеживания положения самолета, высоты и скорости. Они отслеживают данные на цифровых дисплеях, но также сканируют взлетно-посадочные полосы глазами; с момента своего создания в 1920-х годах служба УВД всегда проводила такие наблюдения в зоне прямой видимости.
Многие ключевые аспекты ATC уже автоматизированы. Диспетчеры и пилоты принимают решения о планировании полета на основе оперативных сообщений о погоде, турбулентности и воздушном движении от других пилотов и диспетчерских центров, а не на основе предположений. Системы предотвращения столкновений и контроля высоты полета на самолетах предотвращают столкновение двух самолетов в полете. В дополнение к передовым радарным системам широко используются дистанционные датчики, которые измеряют видимость на взлетно-посадочной полосе, и цифровые погодные данные. Лидеры отрасли говорят, что, хотя эффективность этих систем трудно оценить количественно, они, несомненно, уменьшили количество столкновений. Тем не менее, как показали последние новости, несчастные случаи все еще происходят.
Большинство авиационных происшествий происходят во время руления, взлета или посадки самолетов. Диспетчерам приходится постоянно планировать заранее: они должны сбалансировать полеты в воздушном пространстве, которое может варьироваться от нескольких кубических миль в самых загруженных аэропортах, где самолеты должны выстраиваться с интервалом всего в несколько минут, до полетных (высотных) секторов, занимающих более 30 000 кубических миль. Интенсивная рабочая нагрузка увеличивает риск того, что диспетчер не сможет предвидеть события. Искусственный интеллект может помочь диспетчерам раньше обнаруживать потенциальные конфликты в воздушном пространстве и предупреждать их о незначительных аномалиях, которые они могут пропустить, особенно когда диспетчеры устали.
Например, британский поставщик аэронавигационных услуг NATS тестирует передовую систему на базе искусственного интеллекта в лондонском аэропорту Хитроу. Технология, называемая искусственным интеллектом для управления интегрированными элементами окружающей среды, или Aimee, предназначена для оказания помощи авиадиспетчерам в оживленных международных аэропортах. Диспетчеры-люди поочередно смотрят на разные самолеты в разных положениях, но авиационная технологическая компания Searidge Technologies,который принадлежит NATS и оснащен системой панорамного обзора Aimee на 360 градусов. Таким образом, искусственный интеллект может непрерывно отслеживать положение нескольких самолетов, отмечая то, что он считает потенциальным конфликтом, и побуждая диспетчера сосредоточиться на этой проблеме. Либо диспетчер, либо, когда-нибудь, сама Aimee будут принимать какие-либо решения об изменении положения или курса самолета.
«Как только мы оцифруем данные, которые отслеживают диспетчеры, мы сможем передать эти данные к механизму искусственного интеллекта», — говорит Энди Тейлор, директор по решениям NATS и бывший авиадиспетчер. Aimee анализирует множество источников данных, включая прямые видеотрансляции прибывающих и вылетающих рейсов, наземную обстановку вокруг самолета и расшифрованные голосовые команды пилотов, чтобы улучшить мониторинг воздушных судов во время их выруливания, взлета и посадки.
«Систему можно обучить искать точно такие же вещи, которые ищет диспетчер», — говорит Тейлор, например, проверять, есть ли у хвостовой части самолета расчистите взлетно-посадочную полосу или сканируйте участок асфальта длиной 2,5 мили в режиме реального времени. Эта цифровая вышка, работающая на базе существующих аналоговых вышек, могла бы обеспечить гораздо более качественное изображение всей работы центра УВД, частично опираясь на множество стационарных камер, которые обеспечивают мгновенный обзор всего аэродрома. Людям-диспетчерам, работающим на этих цифровых вышках, больше не нужно было бы непрерывно сканировать самолеты во всех направлениях, и они также могли бы отслеживать объекты, находящиеся на большом расстоянии или скрытые облачным покровом. Искусственный интеллект мог бы выдавать звуковое предупреждение диспетчерам о подозрительных движениях самолета на рулежной дорожке, а также предупреждать пилотов.
Цифровые вышки когда-нибудь также могут быть использованы для улучшения управляемости устаревающих вышек. увеличили трафик без перестройки объекта, и они могли бы снизить затраты на техническое обслуживание. В ходе испытаний в Хитроу и сингапурском аэропорту Чанги Aimee помогала управлять наземным движением и оформлением воздушных судов, указывая путь к возможному гибридному сотрудничеству человека и машины. В Лондоне Управление гражданской авиации Великобритании, возможно, сможет предоставить системе искусственного интеллекта контроль над большим количеством функций, как только будет доказано, что она безопасна, что потенциально повысит своевременность, эффективность, точность и безопасность УВД.
Искусственный интеллект может также улучшить систему оповещения о дорожном движении и предотвращения столкновений (TCAS) — систему предупреждения, используемую на самолетах по всему миру, которая сообщает пилотам, когда следует набирать высоту или снижаться. «TCAS чрезвычайно успешна, но в то же время очень жесткая система», — говорит Джеймс Кучар, помощник руководителя отдела национальной безопасности и управления воздушным движением в лаборатории Линкольна Массачусетского технологического института. «Система безопасна, но, как правило, подает ложные сигналы тревоги» пилотам и сотрудникам УВД, когда самолеты летят близко друг к другу, говорит Кучар, «что сейчас происходит чаще, чем когда она была разработана в 1980-х годах». Бортовая система предотвращения столкновений X (ACAS X) модернизированная система, тестируемая в Линкольне, управляется искусственным интеллектом и была проверена на миллионах имитируемых промахов. Одной из целей ACAS X на самом деле является снижение количества ложных тревог. Он также может предупреждать самолеты о боковом перемещении в небе; TCAS может только направлять самолеты на снижение или набор высоты.
Управление ИИ вызвало бы юридические и этические вопросы. Можно ли обвинить ИИ в несчастном случае? Насколько автоматизированная система УВД должна быть защищена от рисков? Насколько она должна быть защищена от рисков? Некоторые авиационные эксперты, с которыми я беседовал, считают, что политики обязаны перед летающей общественностью создать правовую базу для этой новой технологии.
Служба УВД при содействии также раскрывает пределы возможностей искусственного интеллекта и связанные с этим риски. с полной автоматизацией. Авиационные эксперты не уверены, что преимущества перевесят возможные новые проблемы, возникающие в результате повышения уровня автоматизации в диспетчерской. Во-первых, ИИ в настоящее время не хватает креативности, интуиции или адаптивности, необходимых для оперативного реагирования на любую чрезвычайную ситуацию, которая отличается от исторических данных о полетах. Автоматизированные технологии добавляют еще один уровень непредсказуемости в систему, которая и без того погрязла в неопределенности. Вынуждение пилотов и диспетчеров становиться более зависимыми от технологий может подорвать их способность быстро принимать решения. А повышенная цифровизация систем УВД может сделать их уязвимыми для угроз кибербезопасности.
«Автоматизация позиционируется как решение, но на самом деле она может ухудшить ситуацию», — говорит Джон Лихи, бывший шеф-пилот British Airways и член Королевского авиационного общества, международная членская организация экспертов по безопасности полетов. «Предположение о том, что компьютеры могут выполнять задачи УВД лучше, чем люди, — опасный путь.»
Действительно, что произойдет, если диспетчер-человек станет чрезмерно полагаться на машину? «Если вы начинаете полагаться на автоматизацию, вы теряете бдительность», — говорит Сим Малмквист, преподаватель Колледжа аэронавтики Флоридского технологического института и пилот Boeing 777. Малмквист не против автоматизации. В качестве примера навигационного инструмента, умело сочетающего человеческий и машинный интеллект, он приводит систему передачи данных по каналу диспетчер-пилот, которая состоит из текстовых и аудиотехнологий, передающих информацию с земли на борт самолета. «Эта система очень полезна для рутинных задач, поскольку снижает нагрузку на диспетчеров», — говорит Малмквист.
Хотя ИИ обладает потенциалом для ускорения операций, устранения нехватки персонала на диспетчерских вышках и обеспечения более безопасного неба, Малмквист говорит, что творческие решения нельзя принимать только с помощью алгоритмов. На данный момент люди все еще принимают решения.
