Questa è una buona domanda e fa emergere una battuta che molti piloti conoscono bene:

"Cosa ci sarà nella cabina di pilotaggio del futuro?"

" Un cane e un pilota. "

" Un cane? Perché un cane? "

" Beh, il cane è lì per impedire al pilota di toccare qualsiasi cosa. "

"Ummm, perché allora il pilota?"

"Beh, qualcuno deve nutrire il cane!"

La tecnologia è migliorata al punto che gli aeroplani possono praticamente volare e persino atterrare da soli. Stanno anche diventando abbastanza bravi a gestire emergenze "normali" come guasti al motore e depressurizzazioni.

Dove i piloti brillano davvero, però, sono il tipo di situazioni anormali e di emergenza che non sono "nel libro".

Quando un motore va in pezzi e distrugge le linee idrauliche su tutti e tre i sistemi idraulici ridondanti, un computer non avrà più opzioni perché non è mai stato programmato per gestirlo (perché era considerato "praticamente impossibile" quando è stato progettato). Un pilota d'altra parte può analizzare e sperimentare finché non trova una soluzione sufficiente per mantenere l'aereo in aria mentre affronta altri problemi.

Durante un guasto elettrico totale, i computer non saranno molto buono. Certo, puoi progettare sistemi ridondanti e fare in modo che "non possa mai accadere", ma per quanto riguarda quando accade?

Ci sono anche tutte le piccole cose che un pilot prende costantemente decisioni su come gestirli. Alcuni esempi potrebbero includere:

• L'aereo può volare con una particolare funzione non operativa?
• E le funzionalità multiple non operative?
• Come interagiscono tra loro?
• Cosa fai quando i passeggeri impiegano troppo tempo per salire a bordo e perdi la tua fascia oraria di partenza?
• Cosa fai quando il personale di terra si dimentica di chiudere una porta?
• E se il conducente del rimorchiatore non ti spinge indietro abbastanza abbastanza lontano?
• O l'ATC vuole cambiarti su una pista diversa?
• Oppure chiedi all'ATC di cambiarti su una pista diversa perché potrebbe farti risparmiare qualche minuto e questo ti impedirà di dover cambiare nuovamente?
• O un altro aereo si ferma improvvisamente davanti a te durante il rullaggio?
• Un pilota può vedere nuvole "brutte" al largo della pista e decidere che sarebbe meglio aspettare un po 'prima di decollare.
• Cosa succede quando uno stormo di uccelli appare improvvisamente durante il decollo?
• Cosa succede quando un passeggero si ammala o è indisciplinato?
• Quando devi deviare e quando puoi continuare?

In un tipico volo, un pilota prenderà centinaia di piccole decisioni che possono fare una grande differenza nel volo. Ognuna di queste (o una delle decine o centinaia di migliaia di altre cose che potrebbero accadere) potrebbe far inciampare un computer.

Anche il pilota è presente come "autorità finale". Se un hacker dovesse in qualche modo hackerare i sistemi automatizzati, un pilota può sempre disconnetterli e far volare l'aereo manualmente. Può spegnere i sistemi, può essere ... Beh, il pilota può essere creativo e un computer può fare solo ciò per cui è stato programmato.

In questo momento, quando un drone si blocca, non è così un grosso problema perché nessuno era a bordo . Se un aereo di linea con un carico pieno di passeggeri paganti si schianta, è un grosso problema. Anche uno solo.

Molti di questi problemi possono essere superati. Alcuni di loro lo sono già stati. Alcuni di essi potrebbero non essere mai gestiti completamente in modo automatico, ma forse potremmo comunque effettuare voli automatizzati con un livello di sicurezza accettabile. Un po 'di automazione è in realtà migliore di alcuni piloti in determinate aree.

Tuttavia, il motivo principale per cui non disponiamo di aeroplani passeggeri completamente automatizzati è perché il pubblico in generale si sente confortato da una persona in prima linea che può subentrare e portarli in salvo se necessario. Anche se la tecnologia fosse pronta al 100% per i voli passeggeri automatizzati, penso che il numero di persone disposte ad acquistare un biglietto sarebbe così basso che sarebbe finanziariamente irrealizzabile per una compagnia aerea implementarlo.

Per interpretare l'avvocato del diavolo, ci sono stati due esempi illustrativi nel 2009:

1. Il volo 1549 della US Airways è stato atterrato in sicurezza sull'Hudson, un'impresa che il pilota automatico poteva non aver gestito; ma
2. il pilota automatico dell ' Air France Flight 447 ha restituito il controllo ai piloti e le loro reazioni sbagliate hanno contribuito alla perdita di tutti a bordo.

L'idea del pilota "davanti che può prendere il controllo e portarli in salvo" è confortante, ma non necessariamente precisa. Vale la pena notare che Chesley "Sully" Sullenberger, il pilota del volo 1549, era un ex pilota dell'USAF, probabilmente meglio addestrato per affrontare la situazione rispetto al pilota commerciale medio.

Anche se è corretto affermare che un pilota può rispondere a situazioni per cui un autopilota non è programmato, non è esatto dire che un autopilota non può essere programmato per affrontare situazioni estreme. Ora non posso metterci le mani sopra, ma ricordo di aver visto un video in cui un sistema pilota autonomo correggeva la rimozione esplosiva dell'ala di un aeromodello, testando gli ingressi di controllo e le uscite corrispondenti per adattarsi alla perdita ( della NASA Il controllo adattivo sembra simile).

Sospetto che ci avvicineremo alla piena automazione dell'aviazione, tramite l'equivalente dei piloti di droni odierni; immagina un gruppo di piloti, pronto a prendere il comando a distanza in circostanze al di là di quelle che gli autopiloti possono gestire, in qualche posizione a terra, in grado di collegarsi a distanza all'aereo di linea. Il trasporto sarà probabilmente un primo utilizzatore per motivi di costo, con i passeggeri che seguiranno una volta dimostrato un livello di sicurezza sufficiente.

Allo stesso modo, l'automazione al di fuori della cabina di pilotaggio deve andare oltre; alcuni degli scenari di Lnafziger non si verificherebbero se anche l'ATC fosse autonomo, ad esempio. Come in altre forme di trasporto, potrebbero esserci problemi con veicoli autonomi e convenzionali che operano l'uno accanto all'altro che dovrebbero essere risolti.

Sono d'accordo che gli aspetti sociali sono molto più pressanti qui di quelli tecnologici, però; l'accettazione delle tecnologie autonome da parte delle persone sembra destinata a rallentare le loro prestazioni.

Oltre all'eccellente post di Lnafziger che si concentra sui vantaggi di un essere umano nella cabina di pilotaggio, mi concentrerò sulla relazione tra i sviluppi recenti e il fatto che ci sono ancora piloti in pozzetto. Nell'aviazione commerciale, i cambiamenti tecnologici richiedono molto tempo prima di essere ampiamente adottati. Soprattutto se richiedono modifiche complesse all'intero settore.

Supponiamo che un produttore inizi oggi a sviluppare un aereo da trasporto senza pilota. Solo la progettazione dell'aereo e dei sistemi richiederebbe probabilmente circa 10 anni. Parallelamente è necessario sviluppare standard di certificazione. Probabilmente ci vorranno altri 5 anni per certificare l'aereo. Ciò significherebbe che in uno scenario ottimistico ci vorrebbero 15 anni prima che il primo volo commerciale possa essere effettuato con un simile aereo. Durante questo periodo verranno ancora prodotti velivoli a pilotaggio convenzionale. E saranno ancora prodotti per un po 'dopo che gli aerei non pilotati saranno disponibili. Consideriamo ora che una cellula volerà per circa 30 anni, forse un po 'meno se è davvero antieconomico farlo. Ciò significa che vedremo velivoli pilotati per almeno altri 50 anni se iniziassimo a passare oggi all'aviazione commerciale senza pilota.

Ciò significa anche che per molto tempo ci sarà un mix di velivoli pilotati e aerei senza pilota insieme. Come se la caverà ATC? Affinché l'ATC possa gestire aeromobili non pilotati, è necessario apportare molte modifiche ai sistemi ATC in tutto il mondo. Questi richiederanno anche più tempo dello sviluppo del velivolo stesso.

Sicuramente il motivo principale è l'azzardo morale

Il pilota probabilmente sarà letteralmente il primo a morire visto che è seduto in prima fila quindi è ragionevolmente ben motivato a svolgere il lavoro correttamente

Ricordo che un mio amico che era un tecnico di aerei dell'esercito fu obbligato a fare tutti i voli di prova dopo aver completato una riparazione per lo stesso motivo.

Penso che il concetto di droni civili moriranno (e probabilmente anche alcune povere persone a terra) in seguito al primo incidente di un veicolo del genere.

Iniziative attuali dei produttori

Per quanto riguarda lo stato attuale della tecnologia degli aerei passeggeri completamente autonomi (nel 2017), vi è un certo interesse da parte dei produttori per la tecnologia, in particolare da parte di Boeing, ma sarebbe un affermano che i produttori stanno lavorando duramente per rendere presto disponibili sul mercato aerei passeggeri completamente autonomi.

Al salone aeronautico di Parigi del 2017, Mark Sinnett, vicepresidente di Boeing responsabile per le tecnologie innovative del futuro, ha chiarito che, come parafrasato dal Wasington Post, "L'intelligenza artificiale che Boeing test sarà in grado di prendere decisioni normalmente prese dai piloti. Sinnett ha detto che la tecnologia potrebbe essere utilizzata per ridurre il numero di piloti necessari per i voli a lungo raggio o, in alcune situazioni, consentire il volo completamente autonomo "

All'inizio del 2017 Sinnett aveva dichiarato che "Non siamo abbastanza intelligenti da preprogrammare tutte queste cose. La macchina deve essere in grado di prendere la stessa serie di decisioni [come un pilota] ", ha detto Sinnett. "Se non può, non possiamo andarci."

In un discorso alla SciTech Conference dell'American Institute of Aeronautics and Astronautics nel gennaio 2015, John Tracy, chief technology officer di Boeing, ha detto: "Alcuni dei nostri clienti cargo ci stanno chiedendo per quei sistemi [aerei autonomi] oggi. "

Ha continuato:" Siamo abbastanza fiduciosi che tecnologicamente, il kit di strumenti è pieno. Per quanto riguarda un aereo commerciale, non abbiamo dubbi che possiamo risolvere il problema del volo autonomo. È una questione di procedure di certificazione, requisiti normativi e, ancor più significativamente, percezione del pubblico. "

Un portavoce di Airbus ha detto nel 2016:" Airbus non sta sviluppando un aereo autonomo ".

E un portavoce della FAA, che sarebbe responsabile della certificazione di un aereo autonomo, nel 2016 ha affermato che: "La FAA non ha attualmente progetti di certificazione di aeromobili senza pilota nella categoria dei trasporti, né ha nessuno ha impegnato l'agenzia in un progetto del genere. "

L'azienda cinese Ehang ha prodotto un drone passeggeri, l ' Ehang 184, che può percorrere una rotta preprogrammata di 25 minuti dal decollo all'atterraggio . Ciò non esclude molti dei problemi descritti di seguito. La tecnologia è ancora in volo di prova nel 2017.

Percezione pubblica

Mentre i precedenti progressi nel pilota automatico e persino gli arresti anomali dovuti a un uso improprio del pilota automatico non hanno causato diffidenza diffusa, ha dichiarato John Tracy della Boeing che la percezione del pubblico è molto importante per il successo dell'attuazione. La mia opinione è che quando le cose iniziano ad andare storte nella cabina di pilotaggio, molte persone si fidano di un essere umano con migliaia di ore di esperienza su un computer con milioni di ore di test. La mancanza di fiducia nella tecnologia delle auto a guida autonoma sembra confermare questa tendenza.

Quali decisioni richiedono attualmente un pilota?

• Verifica preliminare dell'aereo: il pilota deve rivedere l'intero aereo prima di volare. Ciò include la revisione dell'elenco degli articoli che necessitano di riparazioni non urgenti e la decisione se è a suo agio con il margine di sicurezza sull'aereo. A volte questo si basa sulla previsione se l'aereo incontrerà determinate condizioni meteorologiche.

• Meteo: un pilota deve decidere se una rotta è sicura o se le condizioni peggioreranno. In volo, ciò potrebbe richiedere la decisione di dichiarare un'emergenza. Un pilota con mappe meteorologiche dettagliate basate su radar potrebbe persino essere in grado di scegliere un percorso attraverso uno spazio tra pericolose celle temporalesche. Un computer dovrebbe essere migliore di un pilota nel prevedere la sicurezza di una determinata rotta, al fine di evitare situazioni come il volo Southwest Airlines 1248 o molti altri incidenti in cui il tempo era un fattore.

• Approcci visivi in ​​volo: anche se la tecnologia di autolandia esiste dal 1964, è ancora raro avere un aeroporto dotato di tutte le piste abilitate per gli approcci a visibilità zero. (vedi questa domanda). Meno dell'1% di tutti gli atterraggi viene attualmente effettuato utilizzando l'autoland.

• Rullaggio: il rullaggio viene attualmente effettuato manualmente e per riferimento visivo. Esistono mappe GPS dettagliate e indicazioni di dove ti trovi sulle vie di rullaggio, ma l'aereo non può attraversarle automaticamente. Il rullaggio automatico mediante l'utilizzo di veicoli trainanti esterni è un'area di ricerca attiva (vedere qui o qui)

• Comunicazione con l'ATC: le autorizzazioni dello spazio aereo, le informazioni meteorologiche, le direzioni delle vie di rullaggio, le deviazioni del traffico, la dichiarazione di emergenza e altro sono gestite verbalmente con l'ATC. Sostituzioni parziali per gran parte di questo sono state effettuate con ACARS, TCAS e radio avanzate, ma resta ancora molto lavoro da fare per eliminare completamente la comunicazione verbale ATC da alcuni piani.

• Evitare il traffico e il terreno VFR: non tutto il traffico è dotato di transponder e non tutto il terreno è registrato in un database accurato o coperto da un dispositivo avanzato di rilevamento della prossimità al suolo, quindi ci affidiamo sui piloti per evitarli. Come esempio di cosa può andare storto, vedi il volo Turkish Airlines 1951, dove un aereo si schiantò contro alberi inaspettati durante un autoland.

• Identificare quando le cose stanno andando male: sebbene alcuni malfunzionamenti, come il guasto totale del motore, siano facili da identificare, altri problemi sono più complicati da risolvere e richiedono una conferma visiva o il giudizio del pilota. Ad esempio, se due strumenti di volo non sono d'accordo, qual è il malfunzionamento?

• Fare un piano d'azione per i malfunzionamenti delle apparecchiature: un aereo può ancora volare verso un aeroporto con problemi alle apparecchiature o devi dichiarare un'emergenza? Dopo il guasto è necessaria una tecnica di volo insolita o un inviluppo di volo ridotto? Non per essere un allarmista, ma motori che esplodono, guasti ai carrelli di atterraggio, incendi di attrezzature ed esplosioni di pneumatici possono verificarsi più volte nel settore in un solo anno, per non parlare di problemi molto più comuni come spie non funzionanti, bird strike, stalli del compressore , malfunzionamenti del motore e disinnesto dell'autopilota.

• Pianificazione del percorso: i piloti spesso leggono ancora manualmente le carte di avvicinamento e le carte di sezione e inseriscono la rotta risultante nell'FMS .

• Esecuzione di alcune delle procedure manuali di risoluzione dei problemi: l'hardware attuale non consente ai computer di controllo di volo di azionare interruttori, disinnestare generatori o riavviare motori. Attualmente la filosofia che ho visto negli autopiloti è "se sta succedendo qualcosa di insolito, disimpegnati e i piloti se ne occuperanno".

• Turbolenza e windshear: gli autopiloti possono attualmente gestire queste condizioni di vento difficili, ma i piloti che pilotano l'aereo a mano sono generalmente migliori e forniscono un maggiore margine di sicurezza.

• Problemi medici a bordo e altri problemi dei passeggeri: qualcuno deve fare un giudizio sul fatto che si tratti di un problema medico a bordo o di qualcuno che diventa violento a causa dello yoga richiederebbe una deviazione, e attualmente questa decisione spetta al pilota e agli altri membri dell'equipaggio di volo.

Non possiamo gestire alcune di queste cose da remoto?

Potresti chiederti perché non possiamo semplicemente gestire a distanza alcune decisioni, dalla deviazione del tempo banale alle procedure di emergenza, ma questo elimina solo alcuni degli ostacoli. Attualmente la tecnologia per il pilotaggio remoto non è abbastanza matura (vedi queste domande su ingegneri a bordo, conversione di aerei in droni e caricamento di dati FDR) . Ho visto alcune delle tecnologie di connettività di ultima generazione per gli aerei e anche nel 2017 ha ancora problemi di affidabilità, latenza, costo o velocità che lo rendono inadatto a gestire una questione di vita o di morte, in particolare in aree come gli oceani dove si trovano i satelliti la tua unica opzione.

Il tema dei progressi verso velivoli completamente autonomi è un argomento ampio e complesso. Ecco alcuni articoli per ulteriori letture:

• In che modo Boeing intende testare le tecnologie per i futuri aeroplani passeggeri che volano autonomamente

• Questo è il fattore più importante per impedire agli aerei di volare da soli

• I piloti potrebbero presto perdere il lavoro a causa dei robot

• Quando avremo aerei di linea commerciali senza pilota?

• Voleresti in un aereo di linea senza pilota

Anche per le applicazioni militari, avere un aereo completamente automatizzato non è la migliore delle opzioni (tranne quando si tratta di costi, i piloti costano più dei computer).
A parte il rischio di perdere accidentalmente il controllo del drone (un bagliore solare nel momento sbagliato, oops), c'è il rischio che il collegamento di controllo venga bloccato o che i sistemi di controllo vengano violati e rilevati da un avversario.
Anche se non è un gran rischio inviare un Predator drone sull'Afghanistan della Somalia, inviando l'equivalente di un B-2 pilotato da computer in uno sciopero per dire che la Cina invoca quel rischio.
E non sto parlando di robot in stile Terminator che conquistano il mondo e danno la caccia agli umani per estinzione (che è una grande ragione per cui il pubblico ha problemi con i droni armati) ma l'interferenza umana che fa schiantare il drone, deviare verso una base nemica ed essere catturato, o essere riprogrammato per rispondere al suo proprietario dal nemico.

E in parte questo gioca anche negli aerei commerciali. Una banda criminale ben equipaggiata potrebbe irrompere nei sistemi di controllo e prenderli in consegna, mandando un aereo di linea con diverse centinaia di passeggeri fuori controllo (o in uno schema di detenzione, chiedendo un riscatto). Non è più necessario tentare di intrufolare persone con accenti divertenti sugli aerei di linea con esplosivi al plastico nelle loro scarpe o biancheria intima, il che (per quanto romantico possa essere per alcuni, e fornire il martirio al "volontario") non è molto probabile che abbia successo.
E questa era già una vera preoccupazione quando Boeing e Airbus hanno introdotto la loro attrezzatura Electronic Flight Bag, l'idea che qualcuno potesse irrompere nei sistemi di un aereo di linea e riprogrammare quelli per fornire dati falsi ai piloti che li avrebbero poi usati per volare verso il posto sbagliato ha causato seri mal di testa (e queste cose possono essere riprogrammate solo a terra usando un cavo da un laptop ...).