لماذا لا تزال مراقبة الحركة الجوية بحاجة إلى اللمسة الإنسانية في عصر الذكاء الاصطناعي؟

بعد ساعات من العمليات الروتينية، يتلقى مراقب الحركة الجوية مكالمة لاسلكية من طائرة صغيرة لا يمكن لمؤشرات قمرة القيادة الخاصة بها التأكد من أن جهاز هبوط الطائرة ممتد للهبوط.

تقوم وحدة التحكم بترتيب الطيار للطيران على ارتفاع منخفض بالقرب من البرج حتى يتمكن جهاز التحكم من فحص معدات هبوط الطائرة بصريًا. كل شيء يبدو جيدا. يقول جهاز التحكم للطيار: "يبدو أن معداتك معطلة".

يدعو المراقب سيارات الإطفاء بالمطار إلى أن تكون جاهزة تحسبًا للحالة، وتعود الطائرة للهبوط بسلام. مثل هذه السيناريوهات تحدث بانتظام.

في نظام مراقبة الحركة الجوية، يجب أن يفي كل شيء بأعلى مستويات الأمان، ولكن ليس كل شيء يسير وفقًا للخطة.

قارن هذا مع رؤية الخيال العلمي التي تصور "طيارين" الذكاء الاصطناعي المستقبليين الذين يحلقون بطائرات مستقلة، مع نظام مستقل للتحكم في الحركة الجوية يتعامل مع الطائرات بنفس السهولة التي تتعامل بها أجهزة التوجيه مع حزم البيانات على الإنترنت.

أنا مهندس طيران وقد قادت دراسة الأكاديميات الوطنية التي أمر بها الكونجرس حول التوظيف في مراقبي الحركة الجوية.

يعمل الباحثون باستمرار على تقنيات جديدة تعمل على أتمتة عناصر نظام التحكم في الحركة الجوية، لكن التكنولوجيا يمكنها فقط تنفيذ تلك الوظائف التي تم التخطيط لها أثناء تصميمها وبالتالي لا يمكنها تعديل الإجراءات القياسية.

وكما يوضح السيناريو أعلاه، من المرجح أن يظل البشر عنصرًا مركزيًا ضروريًا في مراقبة الحركة الجوية لفترة طويلة قادمة.

ما يفعله مراقبو الحركة الجوية

تنص التوجيهات الأساسية لإدارة الطيران الفيدرالية بشأن مسؤولية مراقبي الحركة الجوية على ما يلي: "الغرض الأساسي لنظام مراقبة الحركة الجوية هو منع الاصطدام بالطائرات."

مراقبو الحركة الجوية مكلفون أيضًا بتوفير "تدفق آمن ومنظم وسريع للحركة الجوية" وغيرها من الخدمات التي تدعم السلامة، مثل مساعدة الطيارين على تجنب الجبال وغيرها من التضاريس الخطرة والطقس الخطير، إلى أقصى حد ممكن.

تختلف وظائف مراقبي الحركة الجوية. توفر وحدات التحكم في البرج التحكم المحلي الذي يسمح للطائرات بالإقلاع والهبوط، والتأكد من أنها متباعدة بشكل آمن.

كما أنها توفر التحكم الأرضي، وتوجيه الطائرات إلى سيارات الأجرة وإخطار الطيارين بخطط الطيران والمخاوف المحتملة المتعلقة بالسلامة في ذلك اليوم قبل الرحلة.

يتم مساعدة وحدات التحكم في البرج من خلال بعض شاشات العرض ولكن في الغالب ينظرون إلى الخارج من الأبراج ويتحدثون مع الطيارين عبر الراديو.

في المطارات الكبيرة التي يعمل بها مراقبو إدارة الطيران الفيدرالية، تُظهر شاشات المراقبة السطحية لوحدات التحكم الطائرات والمركبات الأخرى على الأرض في المطار.

من ناحية أخرى، يجلس مراقبو الاقتراب والطريق أمام شاشات عرض كبيرة في غرف مظلمة وهادئة. يتواصلون مع الطيارين عبر الراديو.

تُظهر شاشات العرض الخاصة بهم مواقع الطائرات على عرض الخريطة مع الميزات الرئيسية لحدود المجال الجوي ومساراته.

تدير مراكز التحكم في الطريق البالغ عددها 21 مركزًا في الولايات المتحدة حركة المرور بين المطارات وفوقها، وبالتالي تطير عادةً بسرعات وارتفاعات أعلى.

يقوم المراقبون في مرافق التحكم في الاقتراب بنقل الطائرات المغادرة من السيطرة المحلية بعد الإقلاع إلى المجال الجوي في الطريق.

وبالمثل، يأخذون الطائرات القادمة من المجال الجوي في طريقهم، ويصفونها مع اقتراب الهبوط ويسلمونها إلى مراقبي الأبراج. تقوم وحدة التحكم الموجودة في كل شاشة بإدارة كل حركة المرور داخل القطاع.

يمكن أن تختلف القطاعات في الحجم من بضعة أميال مكعبة، مع التركيز على تسلسل هبوط الطائرات في مطار مزدحم، إلى قطاعات الطريق التي تمتد لأكثر من 30000 ميل مكعب (125045 كيلومتر مكعب) حيث وعندما يكون هناك عدد قليل من الطائرات التي تحلق.

إذا أصبح القطاع مشغولاً، فقد تساعد وحدة تحكم ثانية أو حتى ثالثة، أو قد يتم تقسيم القطاع إلى قسمين، مع إدارة فريق عرض ووحدة تحكم آخر للقطاع الثاني.

كيف يمكن للتكنولوجيا أن تساعد

مراقبو الحركة الجوية لديهم عمل مرهق ويخضعون للتعب والحمل الزائد للمعلومات.

وقد سلط القلق العام بشأن العدد المتزايد من المكالمات القريبة الضوء على التكنولوجيا القديمة ونقص الموظفين الذي أدى إلى قيام مراقبي الحركة الجوية بالعمل الإضافي الإلزامي.

ويمكن للتكنولوجيات الجديدة أن تساعد في تخفيف هذه المشكلات. يقوم نظام مراقبة الحركة الجوية بدمج تقنيات جديدة بعدة طرق.

تعمل مبادرة نظام النقل الجوي NextGen التابعة لإدارة الطيران الفيدرالية على تزويد وحدات التحكم بمعلومات أكثر وأكثر دقة.

أظهرت شاشات وحدات التحكم في الأصل تتبع الرادار فقط. يمكنهم الآن الاستفادة من جميع البيانات المعروفة حول كل رحلة ضمن نظام تحديث الأتمتة على الطريق.

يدمج هذا النظام الرادار وتقارير الموقع التلقائي من الطائرات عبر بث المراقبة التلقائي المعتمد وتقارير الطقس وخطط الطيران وتاريخ الرحلة.

تساعد الأنظمة في تنبيه وحدات التحكم إلى الصراعات المحتملة بين الطائرات، أو الطائرات القريبة جدًا من الأرض المرتفعة أو الهياكل، وتقدم اقتراحات لوحدات التحكم لتسلسل الطائرات في تدفقات حركة المرور السلسة.

وفي شهادته أمام مجلس الشيوخ الأمريكي في 9 نوفمبر 2023، حول سلامة المطارات، قال تيموثي آريل، كبير مسؤولي العمليات في إدارة الطيران الفيدرالية، إن الإدارة تعمل على تطوير أو تحسين العديد من أنظمة التحكم في الحركة الجوية.

يستخدم الباحثون التعلم الآلي لتحليل جوانب الحركة الجوية ومراقبة الحركة الجوية والتنبؤ بها، بما في ذلك تدفق الحركة الجوية بين المدن وسلوك مراقب الحركة الجوية.

كيف يمكن للتكنولوجيا تعقيد الأمور

يمكن للتكنولوجيا الجديدة أيضًا أن تسبب تغييرات عميقة في مراقبة الحركة الجوية في شكل أنواع جديدة من الطائرات.

على سبيل المثال، تقيد اللوائح الحالية في الغالب الطائرات غير المأهولة من التحليق على ارتفاع أقل من 400 قدم (122 مترًا) فوق سطح الأرض وبعيدًا عن المطارات.

هذه هي الطائرات بدون طيار التي يستخدمها المستجيبون الأوائل والمؤسسات الإخبارية والمساحون وخدمات التوصيل والهواة.

ومع ذلك، تقترح بعض شركات الطائرات غير المأهولة الناشئة الطيران في مجال جوي خاضع للرقابة. يخطط البعض لجعل طائراتهم تطير في مسارات طيران منتظمة وتتفاعل بشكل طبيعي مع مراقبي الحركة الجوية عبر الراديو الصوتي.

وتشمل هذه الشركات Reliable Robotics وXwing، اللتين تعملان بشكل منفصل على أتمتة طائرة الشحن الصغيرة Cessna Caravan.

ويستهدف آخرون نماذج أعمال جديدة، مثل التنقل الجوي المتقدم، ومفهوم الطائرات الكهربائية الصغيرة الآلية للغاية - سيارات الأجرة الجوية الكهربائية، على سبيل المثال.

وسيتطلب ذلك طرقًا وإجراءات مختلفة تمامًا للتعامل مع الحركة الجوية.

توقع ما هو غير متوقع

يمكن أن يتعطل روتين مراقب الحركة الجوية بواسطة طائرة تتطلب معالجة خاصة. يمكن أن يتراوح هذا من حالة الطوارئ إلى التعامل مع الأولوية للرحلات الطبية أو طائرة الرئاسة.

يتم منح المراقبين المسؤولية والمرونة اللازمة للتكيف مع كيفية إدارة مجالهم الجوي. إن متطلبات الخط الأمامي لمراقبة الحركة الجوية لا تتناسب بشكل جيد مع قدرات الذكاء الاصطناعي.

يتوقع الناس أن تظل الحركة الجوية هي النظام الأكثر أمانًا والتقنية العالية على الإطلاق.

وهي تحقق هذا المعيار من خلال الالتزام بالإجراءات عندما يكون ذلك عمليا، وهو أمر يمكن للذكاء الاصطناعي القيام به، ومن خلال التكيف وممارسة الحكم الجيد كلما حدث شيء غير مخطط له أو تم تنفيذ عملية جديدة - وهي نقطة ضعف ملحوظة في الذكاء الاصطناعي اليوم.

وفي الواقع، عندما تكون الظروف هي الأسوأ - عندما يتوصل المراقبون إلى كيفية التعامل مع الطائرات التي تعاني من مشاكل خطيرة، أو أزمات المطارات، أو إغلاق المجال الجوي على نطاق واسع بسبب مخاوف أمنية أو فشل البنية التحتية - فإن مساهمات المراقبين في السلامة تكون أعظم.

كما أن وحدات التحكم لا تطير بالطائرة. إنهم يتواصلون ويتفاعلون مع الآخرين لتوجيه الطائرة، وبالتالي فإن مسؤوليتهم تتمثل بشكل أساسي في العمل كجزء من فريق - وهو ضعف آخر ملحوظ في الذكاء الاصطناعي.

باعتباري مهندسًا ومصممًا، أنا متحمس للغاية بشأن إمكانية قيام الذكاء الاصطناعي بتحليل سجلات البيانات الضخمة لعمليات الحركة الجوية السابقة سعيًا لتحقيق ذلك.

على سبيل المثال، طرق طيران أكثر كفاءة. ومع ذلك، كطيار، يسعدني سماع الصوت الهادئ لوحدة التحكم عبر الراديو، مما يساعدني على الهبوط بسرعة وأمان في حالة حدوث مشكلة.

توصيات المحررين:

• تظهر تقنية التزييف العميق للذكاء الاصطناعي لأول مرة على الساحة السياسية من خلال مكالمة بايدن الآلية
• خصوصية البيانات، مثل الأبوة والأمومة، هي جهد جماعي
• بقاء ChatGPT على المحك في دعوى قضائية لصحيفة نيويورك تايمز
• إن ChatGPT واللغات الأخرى التي تعتمد على الذكاء الاصطناعي غير عقلانية مثلنا تمامًا

ملاحظة المحرر: كتبت هذه المقالة إيمي بريتشيت، أستاذة هندسة الطيران والفضاء في ولاية بنسلفانيا، وأعيد نشرها من The Conversation بموجب ترخيص المشاع الإبداعي. إقرأ المقال الأصلي.