Por qué el control del tráfico aéreo todavía necesita el toque humano en la era de la IA
Publicado: 2024-02-11Después de horas de operaciones rutinarias, un controlador de tráfico aéreo recibe una llamada de radio desde un pequeño avión cuyos indicadores de cabina no pueden confirmar que el tren de aterrizaje del avión esté extendido para aterrizar.
El controlador hace arreglos para que el piloto vuele bajo junto a la torre para que pueda verificar visualmente el tren de aterrizaje del avión. Todo parece estar bien. "Parece que tienes el equipo bajado", le dice el controlador al piloto.
El controlador avisa a los camiones de bomberos del aeropuerto para que estén preparados por si acaso y el avión vuelve a aterrizar de forma segura. Escenarios como este se desarrollan con regularidad.
En el sistema de control del tráfico aéreo todo debe cumplir con los más altos niveles de seguridad, pero no todo sale según lo previsto.
Comparemos esto con la visión todavía de ciencia ficción de los futuros “pilotos” de inteligencia artificial que vuelan aviones autónomos, con un sistema de control de tráfico aéreo autónomo que maneja los aviones tan fácilmente como los enrutadores que transportan paquetes de datos en Internet.
Soy un ingeniero aeroespacial que dirigió un estudio de las Academias Nacionales ordenado por el Congreso sobre la dotación de personal de los controladores de tránsito aéreo.
Los investigadores trabajan continuamente en nuevas tecnologías que automaticen elementos del sistema de control del tráfico aéreo, pero la tecnología sólo puede ejecutar aquellas funciones planificadas durante su diseño y, por lo tanto, no puede modificar los procedimientos estándar.
Como ilustra el escenario anterior, es probable que los seres humanos sigan siendo un componente central necesario del control del tráfico aéreo durante mucho tiempo.
¿Qué hacen los controladores de tránsito aéreo?
La guía fundamental de la Administración Federal de Aviación sobre la responsabilidad de los controladores de tránsito aéreo establece: "El propósito principal del sistema de control de tránsito aéreo es prevenir una colisión que involucre a aeronaves".
Los controladores de tránsito aéreo también están encargados de proporcionar “un flujo de tránsito aéreo seguro, ordenado y rápido” y otros servicios que respalden la seguridad, como ayudar a los pilotos a evitar montañas y otros terrenos peligrosos y condiciones climáticas peligrosas, en la medida de lo posible.
Los trabajos de los controladores de tránsito aéreo varían. Los controladores de la torre proporcionan el control local que autoriza a los aviones a despegar y aterrizar, asegurándose de que estén separados de forma segura.
También proporcionan control en tierra, dirigen a las aeronaves para que carreteen y notifican a los pilotos sobre los planes de vuelo y posibles problemas de seguridad ese día antes del vuelo.
Los controladores de las torres cuentan con la ayuda de algunas pantallas, pero en su mayoría miran hacia afuera desde las torres y hablan con los pilotos por radio.
En los aeropuertos más grandes atendidos por controladores de la FAA, las pantallas de vigilancia de superficie muestran a los controladores las aeronaves y otros vehículos en tierra en el aeródromo.
Los controladores de aproximación y en ruta, por otro lado, se sientan frente a grandes pantallas en habitaciones oscuras y silenciosas. Se comunican con los pilotos por radio.
Sus pantallas muestran las ubicaciones de las aeronaves en una vista de mapa con características clave de los límites y rutas del espacio aéreo.
Los 21 centros de control de ruta en los EE. UU. gestionan el tráfico entre y por encima de los aeropuertos y, por lo tanto, normalmente vuelan a velocidades y altitudes más altas.
Los controladores en las instalaciones de control de aproximación hacen la transición de las aeronaves que salen del control local después del despegue hacia el espacio aéreo en ruta.
De manera similar, toman los aviones que llegan desde el espacio aéreo en ruta, los alinean con la aproximación de aterrizaje y los entregan a los controladores de torre. Un controlador en cada pantalla gestiona todo el tráfico dentro de un sector.
Los sectores pueden variar en tamaño desde unas pocas millas cúbicas, centrados en secuenciar el aterrizaje de aviones en un aeropuerto concurrido, hasta sectores en ruta que abarcan más de 30.000 millas cúbicas (125.045 kilómetros cúbicos) donde y cuando hay pocos aviones volando.
Si un sector está ocupado, un segundo e incluso un tercer controlador podrían ayudar, o el sector podría dividirse en dos, con otro equipo de pantalla y controlador administrando el segundo.
Cómo puede ayudar la tecnología
Los controladores de tránsito aéreo tienen un trabajo estresante y están sujetos a fatiga y sobrecarga de información.
La preocupación pública por un número creciente de situaciones peligrosas ha puesto de relieve el envejecimiento de la tecnología y la escasez de personal que ha llevado a los controladores de tráfico aéreo a trabajar horas extras obligatorias.
Las nuevas tecnologías pueden ayudar a aliviar esos problemas. El sistema de control del tráfico aéreo está incorporando nuevas tecnologías de varias formas.
La iniciativa del sistema de transporte aéreo NextGen de la FAA proporciona a los controladores más información (y más precisa).
Las pantallas de los controladores originalmente mostraban solo seguimiento por radar. Ahora pueden acceder a todos los datos conocidos sobre cada vuelo dentro del sistema de modernización de la automatización en ruta.
Este sistema integra radar, informes automáticos de posición de las aeronaves mediante transmisión automática de vigilancia dependiente, informes meteorológicos, planes de vuelo e historiales de vuelo.
Los sistemas ayudan a alertar a los controladores sobre posibles conflictos entre aeronaves o aeronaves que están demasiado cerca de terrenos o estructuras elevadas, y brindan sugerencias a los controladores para secuenciar las aeronaves para lograr flujos de tráfico fluidos.
En un testimonio ante el Senado de los Estados Unidos el 9 de noviembre de 2023 sobre la seguridad aeroportuaria, el director de operaciones de la FAA, Timothy Arel, dijo que la administración está desarrollando o mejorando varios sistemas de control del tráfico aéreo.
Los investigadores están utilizando el aprendizaje automático para analizar y predecir aspectos del tráfico aéreo y el control del tráfico aéreo, incluido el flujo del tráfico aéreo entre ciudades y el comportamiento de los controladores aéreos.
Cómo la tecnología puede complicar las cosas
Las nuevas tecnologías también pueden provocar cambios profundos en el control del tráfico aéreo en forma de nuevos tipos de aeronaves.
Por ejemplo, las regulaciones actuales limitan en su mayoría a los aviones no tripulados a volar a menos de 400 pies (122 metros) sobre el suelo y lejos de los aeropuertos.
Se trata de drones utilizados por socorristas, organizaciones de noticias, topógrafos, servicios de entrega y aficionados.
Sin embargo, algunas compañías emergentes de aviones no tripulados proponen volar en espacio aéreo controlado. Algunos planean que sus aviones cubran rutas de vuelo regulares e interactúen normalmente con los controladores de tráfico aéreo a través de radio de voz.
Entre ellos se incluyen Reliable Robotics y Xwing, que trabajan por separado para automatizar el Cessna Caravan, un pequeño avión de carga.
Otros apuntan a nuevos modelos de negocio, como la movilidad aérea avanzada, el concepto de aviones eléctricos pequeños y altamente automatizados (taxis aéreos eléctricos, por ejemplo).
Estos requerirían rutas y procedimientos dramáticamente diferentes para manejar el tráfico aéreo.
Esperar lo inesperado
La rutina de un controlador de tránsito aéreo puede verse alterada por una aeronave que requiere un manejo especial. Esto podría variar desde una emergencia hasta el manejo prioritario de vuelos médicos o del Air Force One.
Los controladores tienen la responsabilidad y la flexibilidad de adaptar la forma en que gestionan su espacio aéreo. Los requisitos para la primera línea del control del tráfico aéreo no coinciden con las capacidades de la IA.
La gente espera que el tráfico aéreo siga siendo el sistema complejo y de alta tecnología más seguro que jamás haya existido.
Logra este estándar adhiriéndose a los procedimientos cuando es práctico, algo que la IA puede hacer, y adaptándose y ejerciendo su buen juicio cada vez que ocurre algo no planificado o se implementa una nueva operación, una debilidad notable de la IA actual.
De hecho, es cuando las condiciones son peores –cuando los controladores descubren cómo manejar aeronaves con problemas graves, crisis aeroportuarias o cierres generalizados del espacio aéreo debido a preocupaciones de seguridad o fallas de infraestructura– cuando las contribuciones de los controladores a la seguridad son mayores.
Además, los controladores no pilotean el avión. Se comunican e interactúan con otros para guiar el avión, por lo que su responsabilidad es fundamentalmente servir como parte de un equipo, otra debilidad notable de la IA.
Como ingeniero y diseñador, lo que más me entusiasma es el potencial de la IA para analizar los grandes registros de datos de operaciones de tráfico aéreo pasadas.
Por ejemplo, rutas de vuelo más eficientes. Sin embargo, como piloto, me alegra escuchar la voz tranquila del controlador en la radio, que me ayuda a aterrizar de forma rápida y segura en caso de que tenga algún problema.
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Nota del editor: este artículo fue escrito por Amy Pritchett, profesora de ingeniería aeroespacial, Penn State, y republicado desde The Conversation bajo una licencia Creative Commons. Lea el artículo original.
