Мнение коммерческого пилота, сертифицированного летного инструктора и главного исполнительного директора Iris Automation, Inc.

Прошло чуть более 100 лет с тех пор, как братья Райт совершили свой печально известный первый полет. За эти 100 лет мы как общество пользовались преимуществами полета в различных вариантах использования. Воздушные перевозки являются наиболее очевидными, но грузовые и логистические самолеты также позволяют осуществлять доставку «на следующий день». Урожайность сельскохозяйственных культур повышается за счет опрыскивания сельскохозяйственных культур самолетами. Важнейшая инфраструктура поддерживается в отличном состоянии благодаря регулярно проводимым проверкам с воздуха. По мере того, как мир исследовал и совершенствовал эти различные варианты использования, количество и разнообразие самолетов в небе пропорционально увеличивалось. Чтобы дать представление о масштабах, в 2019 году (незадолго до пандемии COVID-19) среднее количество ежедневных рейсов авиакомпаний в Соединенных Штатах составляло более 45 000. Добавьте к этому неавиационные рейсы, в том числе бизнес-авиацию, правоохранительные органы и авиацию общего назначения, и вы начнете видеть картину все более переполненного неба.

Поскольку мы ожидаем ожидаемого увеличения воздушного движения из-за беспилотных систем, т. е. дронов, сообщество работает над тем, чтобы предусмотреть и создать систему, в которой увеличение трафика не приведет к значительному увеличению риска столкновения в воздухе между дронами или дронами. хуже того, между дроном и пилотируемым или пассажирским самолетом. Инженеры среди нас (виновные по обвинению) сразу же начинают думать о том, как решить проблему с помощью технологий. Вы можете услышать, как мы сейчас говорим: «Должен быть способ сделать это идеально…». Но наиболее вероятный путь вперед не отличается от того, как самолеты остаются разделенными в сегодняшнем мире пилотируемых самолетов.

Полезно понять, как работает текущая система, чтобы увидеть, как может работать будущая система. Для тех из нас, кто пытался решить эту проблему в течение последних нескольких лет, это вовсе не будет новаторским, но для тех из нас, кто относительно плохо знаком с авиационным сообществом, я надеюсь, что это могло бы помочь — если бы не что-то другое. причина, чем дать нам общий словарь для представления и обсуждения новых концепций.

Текущая система воздушного пространства

Ужасная правда заключается в том, что нынешняя система не предотвращает всех столкновений в воздухе. Согласно отчету Нолл, у нас все еще есть «однозначное» число столкновений в воздухе в США каждый год, обычно со смертельным исходом 10-20. Однако, учитывая количество ежедневных рейсов, это впечатляющий подвиг. Итак, как это работает?

По сути, существует «набор» уровней смягчения последствий, которые работают в сочетании друг с другом, чтобы отфильтровать риск столкновения.

Во-первых, не существует единой технологии, разделяющей самолеты. Вместо этого мы используем систему систем и несколько уровней смягчения последствий, чтобы избежать столкновений в воздухе. Он начинается с планирования. Способ планирования полета, выбранная высота, проложенный маршрут, пройденное воздушное пространство — все это способствует тому, чтобы ваш собственный самолет (то, что мы называем «собственным кораблем») находился вдали от других транспортных средств, а также наземных и экологических опасностей (т. е. земли и погоды). . Как только мы садимся в самолет, мы используем различные тактические методы, чтобы избежать столкновения с другими самолетами, в том числе разговариваем с авиадиспетчерской службой, используем ADS-B, наземные радары и самолеты, оснащенные транспондерами. Наконец, мы подходим к последней линии обороны — пилоту-человеку. По сути, существует «стек» уровней смягчения последствий, которые работают в сочетании друг с другом, чтобы отфильтровать риск столкновения. Но ни одна система не идеальна, и именно поэтому часть 91.113(b) FAR гласит: «Пилот… должен видеть и избегать других самолетов».

Что происходит, когда на борту нет «пилота»?

Мы фактически потеряли нашу последнюю линию обороны. Хорошая новость заключается в том, что благодаря регулированию, технологиям и сотрудничеству друг с другом у нас есть возможность сделать так, чтобы все беспилотники считались «сотрудничающими». знают, где работает дрон и что он планирует делать. Такие системы, как UTM (управление беспилотным дорожным движением), обещают помочь сообществу маловысотных дронов избежать столкновений в воздухе из-за «кооперативного» характера дронов.

Наша основная задача связана с желанием начать выполнять варианты использования, которые выдвигают план полета за пределы действующих правил, а именно Части 107 в США, которая разрешает коммерческие полеты дронов на высоте ниже 400 футов над землей, в пределах прямой видимости. зрения и множество других ограничений. Если вы думаете о таких приложениях, как линейные проверки инфраструктуры, картографирование больших территорий, поиск и спасение, логистика и пассажирские перевозки, вы можете начать понимать, где этот новый класс самолетов предлагает ценность и должен летать «за пределы прямой видимости». (БВЛОС). Небольшое отступление: какой-то части меня не нравится аббревиатура, поскольку она подразумевает, что желание всегда состоит в том, чтобы лететь дальше, чем кто-либо может видеть, но, возможно, большая экономическая ценность заключается в том, что решение проблемы BVLOS фактически позволяет вам инвертировать критическое соотношение — отношение оператора к самолету, которое для дронов сейчас составляет 1 (или более) к 1. Это верно, во многих случаях для управления одним дроном требуется более одного человека-оператора. По моему скромному мнению, мы увидим быстрое внедрение технологии дронов не потому, что они могут летать далеко, а скорее потому, что один человек может управлять несколькими дронами. Именно в этом заключается экономическая ценность роботизированных летательных аппаратов.

Поскольку мы переводим эти летательные аппараты в режимы, при которых им придется смешиваться с пилотируемыми летательными аппаратами, почему мы не можем просто сделать то же самое, что и с пилотируемыми летательными аппаратами?

Если вы помните, именно пилот в самолете обеспечивает последнюю линию обороны для предотвращения столкновений в операциях с пилотируемыми самолетами. На сегодняшний день у нас не было эквивалентной системы на дронах, которая могла бы обеспечить такую ​​же «последнюю линию обороны». Именно на этом Iris Automation сосредоточила свою энергию. Мы очень много работали над созданием системы, которая использует сочетание компьютерного зрения, искусственного интеллекта и машинного обучения для обнаружения, классификации и вычисления относительного положения самолета в полете. Мы называем эту систему Casia, и мы успешно запускали ее на борту многих различных типов дронов и даже тестировали ее на пилотируемых самолетах. Мы сотрудничаем с партнерами и регулирующими органами, чтобы изучить, как нашу систему можно использовать в сочетании с другими технологиями и концепциями операций, чтобы также снизить риск столкновения в воздухе, если не лучше, чем мы делаем сегодня в пилотируемых самолетах. Интересная часть нашего подхода заключается в том, что с помощью компьютерного зрения мы можем использовать относительно недорогие, легкодоступные и небольшие готовые аппаратные компоненты. Это помогает нам поддерживать наши размер, вес и мощность (SWAP) на достаточно низком уровне, чтобы их можно было разместить на борту самолета, не оказывая негативного влияния на способность этого самолета выполнять свою миссию и нести полезную нагрузку, приносящую доход. Повышение производительности в будущем будет обеспечиваться за счет обновлений программного обеспечения, включая постоянное совершенствование нашей базы данных машинного обучения, позволяющее использовать ее в более разнообразных средах, а также обнаруживать и классифицировать постоянно растущее число самолетов и других препятствий.

Итак, как у нас дела?

Неплохо, я бы сказал. Мы добились отказов от прав на летные испытания BVLOS на Аляске, в Канзасе, Южной Африке и Канаде. Хотя это еще не тот момент, когда мы можем «вырезать и вставить» операцию, чтобы разблокировать коммерческие операции BVLOS для всех, они являются важным шагом, который ведет нас к программе FAA BEYOND, где мы рады продолжить сотрудничество. с регулирующими органами для изучения дополнительных вариантов использования и расширения диапазона производительности. Мы уже так хороши, как люди? Не совсем так, но мы быстро к этому приближаемся. Одна вещь, которую нужно помнить о нашей системе — она не отвлекается, не устает и не скучает, выполняя свою работу. Он может видеть все воздушное пространство вокруг себя и не закрыт конструкцией кабины, пассажирами или грузом. Учитывая это, я считаю, что мы являемся важнейшей частью системы систем, включающей UTM, радар, ADS-B и другие стратегические средства защиты. По аналогии с пилотом-человеком, мы находимся в прекрасном положении, чтобы обеспечить «последнюю линию обороны» для предотвращения столкновений сообществу дронов. В конце концов, речь идет о повышении уровня безопасности для беспилотных систем, и наша цель — убедиться, что у наших пользователей никогда не будет столкновений в воздухе, если у них есть система Casia на борту.

Узнайте больше о Casia на www.irisonboard.com/casia