Perché Airbus scommette sull’intelligenza artificiale per risolvere la carenza di piloti, la sicurezza del volo
Mentre i passeggeri delle compagnie aeree attraversano un’estate di dilaganti ritardi e cancellazioni dei voli, le compagnie aeree sono alle prese con un massiccio aumento post-pandemia della domanda di viaggi aerei e una carenza di piloti a lungo termine , dando priorità anche alla sicurezza. Il leader aerospaziale Airbus scommette che le funzioni di volo commerciale autonome e basate sull’intelligenza artificiale possono colmare questo divario.
Wayfinder, un progetto di ricerca all’interno di Acubid, il centro di innovazione della Silicon Valley di Airbus, sta sviluppando soluzioni di volo autonomo e apprendimento automatico per la prossima generazione di aeromobili. La sua missione principale è costruire un “sistema di autonomia scalabile e certificabile in grado di alimentare una gamma di applicazioni di aeromobili a pilotaggio automatico in operazioni a pilota singolo”.
Presentazione Perché rendere operativa la mesh di dati è fondamentale per operare nel cloud_
“Le stime del settore prevedono che il volume dei passeggeri aumenterà dai livelli pre-COVID di 4 miliardi di passeggeri all’anno a 8 miliardi – poco più dell’attuale popolazione mondiale – in circa 15-20 anni”, ha detto il dirigente del progetto Wayfinder di Airbus, Arne Stoschek VentureBeat. “È un argomento di ridimensionamento enorme e massiccio.”
Ciò significa che ci saranno più aerei in volo e più voli da gestire, ha spiegato, mentre allo stesso tempo Airbus e l’industria dell’aviazione commerciale devono tenere a mente una maggiore sicurezza, che secondo loro è una priorità assoluta.
Funzioni autonome per aumentare la sicurezza sugli aeromobili Airbus
L’obiettivo immediato di Wayfinder, ha affermato Stotschek, è quello di sviluppare funzioni autonome per rendere più sicure le operazioni dell’aeromobile, che possono includere il supporto al pilota per comprendere meglio l’ambiente e prendere le giuste decisioni. C’è anche una discussione in corso sull’operazione a pilota singolo, il che significa ridurre l’equipaggio da più piloti a uno, il che significherebbe anche uno spostamento della responsabilità del pilota.
“L’autonomia non è un obiettivo in sé”, ha detto. “L’obiettivo principale che consideriamo nell’ambito della tecnologia è la sicurezza operativa”.
La storia dell’aviazione, ha aggiunto, è un continuum di automazione: l’attuale generazione di aeromobili è già altamente automatizzata e “ciascuno di questi passaggi ha sostanzialmente contribuito alla sicurezza. Questo è il prossimo grande passo”.
In mezzo a una carenza di piloti che sta costringendo le compagnie aeree a ridurre il numero di voli e ad aumentare l’età pensionabile, gli sforzi di volo autonomo di Airbus si stanno già muovendo verso l’obiettivo delle operazioni a pilota singolo. L’anno scorso, Acubid ha iniziato i voli in California per far avanzare la tecnologia autonoma che renderà il prossimo aeromobile a fusoliera stretta riprogettato in grado di operare con un solo pilota.
“Crediamo certamente che la prossima generazione di velivoli a corridoio singolo sarà in grado di pilotare un solo pilota”, ha detto a FlightGlobal l’ex dirigente di Acubad, Mark Cousin, nel 2020, osservando che qualsiasi aereo commerciale a pilota singolo avrà bisogno di sistemi autonomi avanzati in grado di prendere il controllo e l’atterraggio se il pilota diventa inabile.
La raccolta di dati sugli aerei è una sfida
Una delle maggiori sfide che Wayfinder deve affrontare, ha affermato Stotschek, è affrontare la complessità dei dati degli aeromobili. Richiede il ridimensionamento dei dati per riflettere tutti i tipi di condizioni, inclusi decollo, atterraggio, diurno, notturno, tempeste di neve e diverse migliaia di aeroporti diversi.
“Le tecnologie di intelligenza artificiale e apprendimento automatico devono promettere di fornire questo tipo di robustezza, quindi la chiave è disporre di dati di addestramento e test”, ha affermato Stotschek.
In un’auto a guida autonoma, è abbastanza semplice con i conducenti umani o acquistando dati annotati di alta qualità. Per i grandi aerei commerciali, invece, è una storia diversa.
“Ci sono molti passaggi che devi compiere per operare in modo sicuro”, ha affermato. “Quindi gran parte sta costruendo le basi per far girare la palla. Dedichiamo molto tempo alla raccolta di dati rilevanti, alla determinazione di quali sono i dati rilevanti e all’elaborazione dei dati in termini di certificazione di sicurezza”.
In un post sul blog , Stotschek ha descritto l’obiettivo di Wayfinder in questo modo: “Abbiamo in programma di osservare il lavoro che i piloti esperti svolgono ogni giorno, e quindi aggregare questi dati su vasta scala per addestrare i nostri modelli di apprendimento automatico. Di norma, quando un pilota va in pensione, la sua esperienza va persa per sempre, ma con il nostro modello il suo contributo durerà. I dati storici che otteniamo da loro saranno sempre accessibili ai nostri sistemi di intelligenza artificiale, contribuendo al loro continuo apprendimento e miglioramento. Con questo approccio, riteniamo che il nostro sistema di intelligenza artificiale possa alla fine eguagliare le capacità dei piloti umani, dando vita al business case della mobilità urbana e alleggerendo la pressione sui piloti già sul campo”.
Airbus cerca la fattibilità commerciale di soluzioni autonome
Mentre Wayfinder continua a far avanzare le sue soluzioni ML e software autonome, Stotschek afferma che le sue tecnologie saranno probabilmente commercialmente valide in un futuro non troppo lontano.
Nel 2020, ha spiegato, Wayfinder ha avuto l’opportunità di applicare le sue tecnologie ML e autonomia sviluppate in un dimostratore tecnologico Airbus per il decollo e l’atterraggio autonomi dei taxi.
“Da allora, ci siamo concentrati sui prossimi passi oltre un dimostratore tecnologico e verso una soluzione commercialmente valida, che includa aspetti di scalabilità e dimostrazione di sicurezza”, ha affermato. “Questa è una grande impresa che richiede decine di petabyte di dati globali e comprende tutti gli schemi e le modalità operative che un aeromobile sta vivendo”.
Wayfinder ha sviluppato i processi e gli strumenti per creare corse di simulazione nell’ordine di milioni, migliorando ed espandendo continuamente i suoi dati, oltre a testare il suo software in molti scenari in modo da poter espandere la tecnologia a qualsiasi aeroporto in cui gli aerei di Airbus volano, sotto tutti condizioni che l’aereo può sperimentare.
I risultati recenti, ha aggiunto Stotschek, includono lo sviluppo di un nuovo framework per la valutazione della sicurezza e della robustezza dei modelli ML che prevede di migliorare significativamente il processo di certificazione. Ha ricevuto supporto, ha detto, sia all’interno che all’esterno di Airbus.
“I nostri modelli di rilevamento hanno anche raggiunto livelli di precisione molto elevati pur essendo un ordine di grandezza più piccoli e veloci rispetto ai modelli di rilevamento standard del settore”, ha affermato. “Avere modelli di rilevamento compatti e veloci è una considerazione importante per le realizzazioni dei prodotti da eseguire sui computer di bordo”.
Wayfinder sta anche impostando toolchain che aiuteranno a spostare rapidamente lo sviluppo di algoritmi dall’implementazione hardware-software in un laboratorio fisico all’implementazione hardware-software su un aereo reale, ha spiegato.
“L’obiettivo è creare processi che utilizzino i vantaggi dello sviluppo agile del software, assicurando che vengano seguite rigorose procedure di sviluppo e test obbligatorie nel nostro settore”, ha affermato.
Dal proof-of-concept al prodotto pronto
La conclusione, afferma Stotschek, è che l’obiettivo è passare da un proof of concept, in cui Wayfinder mostra l’IA applicabile per un paio di voli di prova, alla realizzazione che è davvero pronto per il prodotto.
“Ciò significa che funziona per un lancio globale. Funziona con i sistemi aeronautici. É sicuro. Viene approvato dagli organismi di regolamentazione ed è integrato in un prodotto”, ha affermato. “Una volta risolti questi tipi di tecnologie di base, c’è un mondo completamente nuovo di applicazioni e opportunità che puoi aggiungere a questo. La disponibilità della tecnologia è solo un primo passo nella trasformazione del settore. Questo è il Santo Graal”.
