Dlaczego kontrola ruchu lotniczego nadal potrzebuje ludzkiego dotyku w dobie sztucznej inteligencji

Po wielu godzinach rutynowych działań kontroler ruchu lotniczego otrzymuje połączenie radiowe z małego statku powietrznego, którego wskaźniki w kokpicie nie mogą potwierdzić, że podwozie samolotu jest wypuszczone do lądowania.

Kontroler organizuje lot nisko nad wieżą, dzięki czemu kontroler może wizualnie sprawdzić podwozie samolotu. Wszystko wygląda dobrze. „Wygląda na to, że nie masz sprzętu” – mówi pilotowi kontroler.

Kontroler wzywa na wszelki wypadek lotniskowe wozy strażackie w gotowości, po czym samolot zawraca i bezpiecznie ląduje. Tego typu scenariusze powtarzają się regularnie.

W systemie kontroli ruchu lotniczego wszystko musi spełniać najwyższe standardy bezpieczeństwa, ale nie wszystko idzie zgodnie z planem.

Porównaj to z wciąż science-fiction wizją przyszłych „pilotów” sztucznej inteligencji latających autonomicznymi statkami powietrznymi, wyposażonymi w autonomiczny system kontroli ruchu lotniczego, obsługujący statki powietrzne z taką samą łatwością, jak routery przesyłające pakiety danych w Internecie.

Jestem inżynierem lotniczym i kierowałem zleconym przez Kongres badaniem Akademii Narodowych na temat personelu kontrolerów ruchu lotniczego.

Naukowcy nieustannie pracują nad nowymi technologiami automatyzującymi elementy systemu kontroli ruchu lotniczego, jednak technologia może realizować tylko te funkcje, które zostały zaplanowane na etapie jej projektowania, a zatem nie może modyfikować standardowych procedur.

Jak ilustruje powyższy scenariusz, ludzie prawdopodobnie jeszcze przez długi czas pozostaną niezbędnym, centralnym elementem kontroli ruchu lotniczego.

Czym zajmują się kontrolerzy ruchu lotniczego

Podstawowe wytyczne Federalnej Administracji Lotniczej dotyczące odpowiedzialności kontrolerów ruchu lotniczego stwierdzają: „Głównym celem systemu kontroli ruchu lotniczego jest zapobieganie kolizjom z udziałem statków powietrznych”.

Kontrolerzy ruchu lotniczego mają także za zadanie zapewniać „bezpieczny, uporządkowany i szybki przepływ ruchu lotniczego” oraz świadczyć inne usługi wspierające bezpieczeństwo, takie jak pomaganie pilotom w unikaniu gór i innych niebezpiecznych terenów oraz niebezpiecznych warunków pogodowych, w miarę ich możliwości.

Zadania kontrolerów ruchu lotniczego są różne. Kontrolery wieżowe zapewniają lokalną kontrolę, która pozwala statkom powietrznym na start i lądowanie, upewniając się, że są one oddalone od siebie w bezpiecznych odstępach.

Zapewniają również kontrolę naziemną, kierują samoloty do kołowania i powiadamiają pilotów o planach lotu i potencjalnych zagrożeniach związanych z bezpieczeństwem na dzień przed lotem.

Kontrolerom wież pomagają niektóre wyświetlacze, ale przeważnie patrzą na zewnątrz z wież i rozmawiają z pilotami przez radio.

Na większych lotniskach obsługiwanych przez kontrolerów FAA wyświetlacze nadzoru powierzchniowego pokazują kontrolerom samolot i inne pojazdy na ziemi na lotnisku.

Z drugiej strony kontrolerzy podejścia i trasy siedzą przed dużymi wyświetlaczami w ciemnych i cichych pomieszczeniach. Komunikują się z pilotami drogą radiową.

Ich wyświetlacze pokazują lokalizacje samolotów na widoku mapy z kluczowymi cechami granic i tras przestrzeni powietrznej.

21 centrów kontroli tras w USA zarządza ruchem pomiędzy lotniskami i nad nimi, w związku z czym zazwyczaj latają z większą prędkością i na większych wysokościach.

Kontrolerzy w obiektach kontroli zbliżania przechodzą odlatujące statki powietrzne spod kontroli lokalnej po starcie do przestrzeni powietrznej na trasie.

W podobny sposób odbierają przylatujące samoloty z przestrzeni powietrznej na trasie, dopasowują je do podejścia do lądowania i przekazują kontrolerom wieży. Kontroler na każdym wyświetlaczu zarządza całym ruchem w sektorze.

Sektory mogą mieć różną wielkość, od kilku mil sześciennych, skupiających się na sekwencjonowaniu lądowań samolotów na ruchliwym lotnisku, po sektory na trasie obejmujące ponad 30 000 mil sześciennych (125 045 km sześciennych), gdzie i kiedy lata niewiele samolotów.

Jeśli sektor będzie zajęty, może pomóc drugi, a nawet trzeci kontroler, lub sektor może zostać podzielony na dwie części, przy czym drugi zespół monitorujący i kontrolerzy będzie zarządzał drugim.

Jak technologia może pomóc

Kontrolerzy ruchu lotniczego mają stresującą pracę, są narażeni na zmęczenie i przeciążenie informacjami.

Zaniepokojenie opinii publicznej rosnącą liczbą bliskich wezwań zwróciło uwagę na starzejącą się technologię i niedobory kadrowe, które doprowadziły do ​​obowiązkowej pracy kontrolerów ruchu lotniczego w godzinach nadliczbowych.

Nowe technologie mogą pomóc złagodzić te problemy. System kontroli ruchu lotniczego wykorzystuje nowe technologie na kilka sposobów.

Inicjatywa FAA dotycząca systemu transportu lotniczego NextGen zapewnia kontrolerom więcej – i dokładniejszych – informacji.

Wyświetlacze kontrolerów pierwotnie pokazywały tylko śledzenie radarowe. Mogą teraz korzystać ze wszystkich znanych danych o każdym locie w ramach systemu modernizacji automatyzacji trasy.

System ten integruje radar, automatyczne raporty o pozycji ze statku powietrznego za pośrednictwem automatycznej zależnej transmisji dozorowej, raporty pogodowe, plany lotów i historie lotów.

Systemy pomagają ostrzegać kontrolerów o potencjalnych konfliktach między statkami powietrznymi lub statkami powietrznymi, które znajdują się zbyt blisko wzniesień lub konstrukcji, a także dostarczają kontrolerom sugestii dotyczących ułożenia statków powietrznych w płynny przepływ ruchu.

W zeznaniach przed Senatem USA w dniu 9 listopada 2023 r. na temat bezpieczeństwa lotnisk dyrektor operacyjny FAA Timothy Arel powiedział, że administracja opracowuje lub ulepsza kilka systemów kontroli ruchu lotniczego.

Naukowcy wykorzystują uczenie maszynowe do analizowania i przewidywania aspektów ruchu lotniczego i kontroli ruchu lotniczego, w tym przepływu ruchu lotniczego między miastami i zachowania kontrolerów ruchu lotniczego.

Jak technologia może skomplikować sprawy

Nowa technologia może również spowodować głębokie zmiany w kontroli ruchu lotniczego w postaci nowych typów statków powietrznych.

Na przykład obecne przepisy w większości ograniczają loty statków powietrznych bez załogi na wysokości poniżej 400 stóp (122 metrów) nad ziemią i z dala od lotnisk.

Są to drony używane przez służby ratownicze, organizacje informacyjne, geodetów, firmy kurierskie i hobbystów.

Jednakże niektóre wschodzące firmy produkujące statki powietrzne bez załogi proponują latanie w kontrolowanej przestrzeni powietrznej. Niektórzy planują, aby ich samoloty latały na regularnych trasach i normalnie kontaktowały się z kontrolerami ruchu lotniczego za pośrednictwem radia głosowego.

Należą do nich Reliable Robotics i Xwing, które oddzielnie pracują nad automatyzacją Cessna Caravan, małego samolotu transportowego.

Inne skupiają się na nowych modelach biznesowych, takich jak zaawansowana mobilność lotnicza, koncepcja małych, wysoce zautomatyzowanych samolotów elektrycznych – na przykład elektryczne taksówki powietrzne.

Wymagałoby to radykalnie odmiennych tras i procedur obsługi ruchu lotniczego.

Oczekuj nieoczekiwanego

Pracę kontrolera ruchu lotniczego może zakłócić statek powietrzny wymagający specjalnego traktowania. Może to obejmować sytuacje awaryjne lub priorytetową obsługę lotów medycznych lub Air Force One.

Kontrolerom powierzono odpowiedzialność i elastyczność w dostosowywaniu sposobu zarządzania swoją przestrzenią powietrzną. Wymagania stawiane pierwszej linii kontroli ruchu lotniczego w niewielkim stopniu odpowiadają możliwościom sztucznej inteligencji.

Ludzie oczekują, że ruch lotniczy nadal będzie najbezpieczniejszym, złożonym i zaawansowanym technologicznie systemem w historii.

Osiąga ten standard poprzez przestrzeganie procedur, gdy jest to praktyczne, co może zrobić sztuczna inteligencja, oraz poprzez dostosowywanie się i dokonywanie właściwej oceny za każdym razem, gdy wydarzy się coś nieplanowanego lub wdrażana jest nowa operacja – co jest zauważalną słabością dzisiejszej sztucznej inteligencji.

Rzeczywiście to właśnie wtedy, gdy warunki są najgorsze – kiedy kontrolerzy zastanawiają się, jak postępować ze statkami powietrznymi mającymi poważne problemy, kryzysami na lotniskach lub powszechnymi zamknięciami przestrzeni powietrznej ze względu na obawy dotyczące bezpieczeństwa lub awarie infrastruktury – wkład kontrolerów w bezpieczeństwo jest największy.

Ponadto kontrolerzy nie sterują samolotem. Komunikują się i współdziałają z innymi, aby kierować samolotem, zatem ich obowiązkiem jest zasadniczo pełnienie roli zespołu – co jest kolejną zauważalną słabością sztucznej inteligencji.

Jako inżynier i projektant jestem najbardziej podekscytowany potencjałem sztucznej inteligencji w zakresie analizowania dużych zbiorów danych dotyczących przeszłych operacji ruchu lotniczego.

Na przykład bardziej efektywne trasy lotu. Jednak jako pilot cieszę się, że w radiu słyszę spokojny głos kontrolera, który w razie problemów pomaga mi szybko i bezpiecznie wylądować.

Zalecenia redaktorów:

• Deepfakes AI debiutują politycznie dzięki Biden robocall
• Prywatność danych, podobnie jak rodzicielstwo, to wysiłek zbiorowy
• Stawką w procesie New York Timesa jest przetrwanie ChatGPT
• ChatGPT i sztuczna inteligencja innych języków są tak samo irracjonalne jak my

Nota wydawcy: Ten artykuł został napisany przez Amy Pritchett, profesor inżynierii lotniczej w stanie Penn i ponownie opublikowany w The Conversation na licencji Creative Commons. Przeczytaj oryginalny artykuł.