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