Нет пилотов. Диспетчеров почти не осталось. Что может пойти не так?

SMART — лишь один из примеров того, как ИИ меняет авиацию. В сентябре самолёт Cessna Caravan компании Joby Aviation пролетел 3 200 миль от Калифорнии через Техас и Южную Каролину до Северной Каролины, обходя загруженное воздушное пространство и грозы. Самолётом всё время управляла автоматика: пилот безопасности находился на борту, но вмешиваться ему не пришлось.

Как готовили воздушное пространство

Интерес к авиационной автоматизации усилился в начале 2000-х: более ёмкие аккумуляторы и компактная электроника сделали дроны доступнее и функциональнее. Власти стали готовиться к тому, что беспилотным и пилотируемым аппаратам придётся делить воздушное пространство.

В 2007 году правительство США запустило программу Next Generation Air Transportation System, или NextGen, — масштабную перестройку системы авиаперевозок. Одно из её требований предписывало к 2020 году оснастить самолёты в США системой ADS-B. Она регулярно передаёт по радио данные о местоположении воздушного судна и направлении его движения.

Источник: wired.com

Когда появился план развития воздушной инфраструктуры, Amazon и Walmart начали разрабатывать доставку дронами. В 2014 году Google представила проект Project Wing. К 2018 году его дроны доставляли еду, кофе и лекарства в 164 дома неподалёку от Канберры в Австралии. В следующем году пилотный проект распространили на Кристиансберг в Вирджинии. Доставка обходилась дорого и работала медленно, но на первом этапе Google получала опыт эксплуатации, а не строила готовый бизнес.

Параллельно стартапы разрабатывали электрические аппараты вертикального взлёта и посадки — электрические аэротакси. По сути, это крупные дроны, рассчитанные на короткие рейсы и перевозку небольшого числа людей. Пока в них предусмотрены места для пилотов. К 2022 году разрабатывали 600 моделей, а производители обещали, что короткие перелёты станут дешёвыми и привычными.

Среди лидеров направления была Joby. В 2020 году компания представила проект S4: по её плану, аппарат должен был перевозить пилота и четырёх пассажиров на расстояние от 100 миль со скоростью до 200 миль в час. Первый полёт S4 состоялся в прошлом году.

Выход аэротакси на рынок казался близким, но сроки запусков сдвигались. Разработать автономный летательный аппарат оказалось недостаточно: требовалось создать подходящее воздушное пространство, обучить людей управлять такими аппаратами или следить за ними, а также найти экономическую модель, при которой перевозки будут приносить доход.

Почему авиация меняется постепенно

Темп Кремниевой долины расходится с привычным для авиации осторожным подходом. По словам Мэри Скьяво, юриста по авиационному праву и бывшего генерального инспектора Министерства транспорта, правила отрасли ставят надёжность на первое место из-за тяжёлых последствий возможных аварий. Сертификация и подтверждение лётной годности требуют доказательств безопасности, поэтому изменения обычно вводят постепенно. FAA не спешило допускать непроверенные беспилотные аппараты в национальное воздушное пространство.

В Европе сопротивление вызвали планы сократить число пилотов в кабине. В 2017 году Airbus и Dassault попросили Европейское агентство авиационной безопасности (EASA) рассмотреть возможность полётов пассажирских самолётов с одним пилотом. Автоматизированные системы, согласно замыслу Airbus, должны были взять на себя работу второго пилота и при необходимости полностью его заменить.

Пилоты выступили против инициативы. Европейская ассоциация пилотов заявила, что сокращение экипажа уберёт из кабины независимого специалиста по безопасности и усилит влияние авиакомпаний на решения, которые сейчас принимает пилот. В прошлом году EASA отложило этот план.

Тем временем FAA с 2023 года выдавало разрешения на доставку дронами за пределами прямой видимости операторов. К концу этого года временные правила могут стать постоянными. В августе Amazon объявила о планах расширить доставку дронами до 500 точек по стране к концу года. Walmart намерена организовать такие услуги из 270 магазинов к концу 2027 года.

Более масштабный сценарий предполагает, что сотни тысяч дронов будут обслуживать большую часть или всё население США. Энтони Виттоне, операционный директор компании DroneUp, в прошлом году оценил для Sherwood News, что через пять-десять лет доставка дронами может стать повсеместной.

Joby и другие разработчики аэротакси продвигаются медленнее, но продолжают испытания. В апреле Joby выполнила первый в Нью-Йорке перелёт электрического аппарата вертикального взлёта и посадки между разными площадками: из аэропорта имени Джона Кеннеди к трём вертолётным площадкам на Манхэттене. Компания проводила похожие полёты в Калифорнии и Техасе в рамках федеральной программы интеграции электрических аэротакси — eIPP. Её запустила администрация Трампа в марте этого года, чтобы проверить возможности современных дронов и электрических аэротакси.

По словам представителей Joby, испытательные рейсы — лишь начальная стадия ввода S4 в эксплуатацию. Следом должны пройти демонстрационные полёты с пассажирами, которые не платят за поездку, затем — с платными пассажирами, а после этого — обычные рейсы между пунктами назначения. Все эти этапы разрешены в рамках eIPP, но уровень надзора будет постепенно повышаться.

Первые рейсы будут выполнять пилоты. Однако оплачивать работу одного пилота ради перевозки нескольких пассажиров дорого, поэтому для экономической целесообразности аппараты должны научиться летать самостоятельно. Для самолётов такая автоматизация сложнее, чем для автомобилей: неожиданный отказ системы управления может привести к гибели людей.

SMART и другие инструменты ИИ

В ближайшее время ИИ будет внедряться в пассажирскую авиацию прежде всего в служебных системах, а не за штурвалом аэротакси. Компании Palantir, Jeppesen и Thales продают программы с ИИ, которые помогают регулирующим органам, авиакомпаниям и диспетчерам анализировать большие массивы данных, находить риски и планировать расписания самолётов и экипажей.

В сентябре FAA сообщило, что внедрило программу компании Air Space Intelligence из Бостона. Она называется Strategic Management of Airspace, Routes and Trajectories — SMART. Система использует прогнозный ИИ, чтобы заранее выявлять проблемы в расписании и облегчать работу диспетчеров, но не должна принимать решения вместо них. Администратор FAA Брайан Бедфорд заявил, что сочетание SMART с обновлением оборудования должно помочь сократить задержки, лучше распределять воздушный поток и сохранять пропускную способность воздушного пространства при соблюдении стандартов безопасности.

Критики опасаются, что программа может передавать операторам бессмысленные данные, а те не заметят ошибку. Бывший сотрудник FAA, пожелавший остаться анонимным, связал внедрение SMART с политикой администрации Трампа, Департамента государственной эффективности и Илона Маска и заявил, что новые технологии внедряют без понимания сложности национальной системы воздушного пространства.

13 октября, как сообщали СМИ, почти два десятка демократов в Конгрессе направили письмо в Счётную палату США с просьбой проверить SMART. Они опасались, что система может «галлюцинировать» критически важную для безопасности информацию.

Есть и вопрос о влиянии SMART на нехватку авиадиспетчеров. FAA рассчитывает, что технология поможет справиться с дефицитом за счёт сокращения потребности в сотрудниках. Однако другие отрасли пока не увидели, чтобы обещанный рост эффективности от ИИ действительно наступил. Даже если SMART напрямую не заменит людей, повышение эффективности могут использовать как основание для сокращения штата. В мае FAA снизило целевой штат действующих авиадиспетчеров с 14 633, установленного на 2024 год, до 12 563, сославшись на новые модели комплектования и инструменты планирования графиков.

Мэри Скьяво считает SMART полезным улучшением. По её словам, нынешняя авиация сталкивается со столкновениями в воздухе, выездами самолётов на взлётно-посадочные полосы, многочисленными опасными сближениями, задержками, остановками полётов, нарушениями безопасного интервала и долгим ожиданием руления или разрешения на вылет.

Майкл Маккормик, профессор управления воздушным движением в Университете аэронавтики Embry-Riddle, также видит пользу в прогнозировании. Если вычислительная система анализирует весь маршрут самолёта, она может заранее обнаружить возможные конфликты. Чем раньше диспетчер узнает о потенциальной проблеме, тем меньше усилий потребуется, чтобы её разрешить, пояснил он.

Где проходят границы надёжности

Создать систему, которая хорошо работает в большинстве случаев, и обеспечить надёжность, необходимую для авиации, — разные задачи. Сейчас исследователи изучают детерминированные нейронные сети: их обучают заранее, а перед применением в реальных условиях фиксируют веса модели. Такие системы не галлюцинируют, но могут давать сбои другого рода. В статье 2021 года исследователь Collins Aerospace Даррен Кофер отметил, что в ситуациях, не встречавшихся при обучении, модель может выдавать неожиданные и потенциально опасные результаты.

Риски возрастут, когда ИИ начнёт принимать решения об управлении воздушным движением в реальном времени. Сначала это, вероятнее всего, произойдёт на отдельных маршрутах возле баз дронов и площадок для электрических аэротакси. По словам Маккормика, при большом числе автономных аппаратов обычное управление воздушным движением не справится с объёмом и сложностью задач.

Параллельно будут работать две системы: одна с решениями людей, другая — с решениями ИИ. Это позволит сравнивать их в реальном времени. Но любую компьютерную систему потенциально можно взломать, а ИИ, способный предлагать новые решения, может выдумать важные детали. Если человека не будет в контуре управления, очевидную ошибку могут заметить слишком поздно.

По оценке Dataist, ИИ уже помогает анализировать потоки данных и планировать работу авиации, но переход к самостоятельному управлению полётами ставит более жёсткие требования к надёжности. Источник не даёт оснований считать, что такие системы уже готовы заменить пилотов или диспетчеров: даже SMART официально предназначена для поддержки решений, а не для их принятия.