НИЦ "Институт имени Н.Е. Жуковского" развивает технологии виртуального второго пилота

Многие авиационные эксперты заявляют, что уже к 2030 году гражданские самолеты будет пилотировать всего один пилот. Это позволит снизить стоимость эксплуатации воздушного судна. А чтобы не увеличивать нагрузку на единственного пилота ему в помощники создадут «виртуального второго пилота».

«Беспилотники, роботизированные комплексы, искусственный интеллект – это те направления, по которым будет развиваться российская авиация», - Как отметил на открытии авиасалона МАКС-2021 Президент Российской Федерации.

Действительно, данный вектор развития явно прослеживается в сфере разработок по развитию военной авиации в России и за рубежом. Однако в гражданской авиации внедрение искусственного интеллекта запаздывает.

Существующая автоматизация хоть и выполняет рутинные задачи, все же заметно облегчает жизнь современным пилотам, без нее уже невозможно представить современное воздушное судно. Однако, технологии искусственного интеллекта, являющиеся основой для создания концепции «виртуального второго пилота» – это принципиально новый, инновационный технологический шаг. И в этом ее главное отличие от автопилота, которым оснащены, практически, все современные лайнеры.

Эксперты ГосНИИАС (входит в состав НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского» и специализируется на разработке алгоритмов, информационного и программного обеспечения авиационных комплексов, искусственного интеллекта и занимается анализом эффективности авиационных систем) комментируя необходимость перехода к технологии «виртуального второго пилота» подчеркнули, что современные автопилоты решают важный, но сравнительно узкий класс задач по стабилизации параметров движения самолета. В то же время количество функций, которые возлагаются на экипаж и системы самолета значительно возрастает. Здесь и самолетовождение, навигация, оценки текущего состояния самолета, погоды, задачи ситуационной осведомленности для повышения безопасности полета и многое другое. Все это наряду с развитием вычислительных возможностей бортовой электроники и технологий искусственного интеллекта приводит к необходимости и возможности создания «цифрового второго пилота».

На данный момент ни в России, ни за рубежом не введено единого устоявшегося понятия «виртуальный второй пилот» (Virtual Co-pilot). В нашем понимании – это программно-аппаратный комплекс, глубоко интегрированный во все функциональные контуры комплекса бортового оборудования воздушного судна, использующий как математические, так и логические алгоритмы, включая алгоритмы нечеткой логики, и предназначенный для выполнения всего перечня задач, решаемого вторым пилотом в двухчленном экипаже при условии недопущения снижения уровня безопасности полета.

Комплексный подход к решению задачи внедрения технологии «виртуального второго пилота» в перспективе должен повысить уровень безопасности полетов. Не секрет, что статистика авиационных происшествий в различных срезах и формулировках сводится к одному: лидирующая причина – человеческий фактор. Это ошибки как на земле, так и в небе. Максимальная интеллектуализация путем введения виртуального второго пилота должна существенно улучшить ситуацию в данном направлении. Переход к технологии «виртуального второго пилота» - это вынужденный шаг, он позволит сделать пилотирование авиалайнера более безопасным в условиях, когда информационная нагрузка на пилотов возрастает.

Помимо этого, за счет многогранного анализа состояния воздушного судна и внешней обстановки «виртуальным вторым пилотом» мы предполагаем повышение качества навигации, что косвенно приведет к снижению затрат на топливо, увеличению скорости перелета. Для самолетов транспортной категории можно сказать коротко: улучшение логистических характеристик воздушного транспорта.

Не стоит забывать и об «обратной стороне медали»: сбои в работе программного обеспечения, кибератаки, оснащение аэропортов системами автоматизации посадки – все это проблемы, решение которых предстоит найти в ходе выполнения работы.

В рамках программы совместной деятельности НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского» и согласно государственного контракта ГосНИИАС будет разрабатывать порядка десяти технологий с использованием искусственного интеллекта. Каждая технология будет отражена в соответствующем демонстраторе. Интеграция созданных демонстраторов даст конечный результат: полноценный комплексный демонстратор «виртуального второго пилота» для самолётов транспортной категории.

Конечной задачей выполнения работы является демонстрации функционирования полунатурного макета универсальной кабины экипажа самолета транспортной категории с имитацией окружающей обстановки и использованием технологий искусственного интеллекта, которые смогут управлять бортовым оборудованием самолёта, силовой установкой и агрегатами, а также осуществлять мониторинг его технического состояния.

Для внедрения данной технологии на борт воздушного судна предстоит существенно модернизировать информационно-управляющее поле кабины экипажа. В данном случае речь идет об использовании визуальных, тактильных и звуковых человеко-машинных интерфейсах. Также необходимо будет создать технический облик «второго виртуального пилота» для модернизируемого воздушного судна и интегрировать его в будущую систему управления.

На основании этого можно сделать вывод, что модернизация морально устаревшего парка авиационной техники будет экономически нецелесообразна. Однако данная технология может быть применима к современным «цифровым» воздушным судам и наверняка будет неотъемлемой частью проектирующихся воздушных судов.