UAS automazione autonomia

UAS e concetti di automazione e autonomia

Gennaio 05, 2022

Premessa

Parliamo di UAS e concetti di automazione e autonomia.

Gli attuali livelli di sicurezza delle operazioni commerciali dell’aviazione con equipaggio non devono essere influenzati negativamente dall’introduzione di futuri sistemi altamente automatizzati e/o autonomi. 

Devono essere almeno eguagliati o migliorati.

Per operare in uno spazio aereo comune, è necessario un approccio olistico per l’aviazione con e senza equipaggio.

Di conseguenza, tutti gli aspetti (normativo, tecnico, procedurale, di sistema) devono essere recepiti e garantire la compatibilità.

I termini automazione e autonomia non dovrebbero essere usati in modo intercambiabile poiché implicano concetti molto diversi.

Un “sistema autonomo” è tale che determina la propria missione, prende le proprie decisioni durante la missione e fa la propria pianificazione strategica.

Il che significa che è completamente autodeterministico e padrone di se stesso. 

UAS autonomi nel senso di cui sopra non sono realisticamente fattibili nel breve-medio termine. 

UAS automazione autonomia

Un essere umano competente deve essere sempre al comando

UAS e concetti di automazione e autonomia.

Un sistema che non soddisfa questi criteri dovrebbe essere definito solo un “sistema automatizzato”.

Sulla base dei livelli SAE J3016 di automazione della guida 1  ECA distingue sei livelli di automazione. 

Dal livello di automazione 0 al 3 deve essere presente un pilota in comando con abilità di pilotaggio tradizionali. 

Per i livelli di automazione da 4 a 5 ci deve essere un comandante di missione con le abilità e le competenze appropriate. Per il livello 4 questo include le abilità di pilotaggio aereo.

Deve esistere un processo formalizzato che garantisca un funzionamento sicuro e compatibile dei sistemi basati sull’intelligenza artificiale (AI) e sull’apprendimento automatico.

Idealmente utilizzando codice open source.

Come minimo, deve essere tenuto un registro meticoloso delle fasi di apprendimento del sistema, per essere in grado di comprendere cosa fa il sistema e perché.

L’importanza dell’interazione tra fattori umani e integrazione dell’automazione può variare ampiamente tra i diversi livelli di automazione e dovrà essere affrontata di conseguenza.

Automazione e sostituzione dell’essere umano

UAS e concetti di automazione e autonomia.

Un Unmanned Aircraft System (UAS) è un sistema in cui viene utilizzato un aeromobile senza pilota. 

Include elementi come una stazione di controllo a terra, collegamenti dati e altre apparecchiature di supporto. L’aereo stesso viene pilotato senza un pilota in comando a bordo. 

Può essere controllato a distanza da un’altra posizione, con diversi livelli di automazione fino a “completamente automatizzato”. 

Sebbene sia vero che i computer possono fare certe cose meglio degli umani, sono solo buoni quanto il loro design del sistema. 

Mettere fuori gioco il pilota umano rimuove una risorsa significativa per la sicurezza. 

Sebbene gli esseri umani possano introdurre alcuni scenari di errore, allo stesso tempo eliminano gli scenari di errore del sistema e fungono da backup per i sistemi guasti, colmano le lacune tecnologiche e si adattano in tempo reale a situazioni sconosciute. 

Se un sistema automatizzato può compensare adeguatamente questo è altamente discutibile. Inoltre, con la riduzione dell’input da parte dei piloti umani, aumenta il rischio di minacce associate al sistema.

Combina questo con una crescente complessità degli UAS e i tassi di incidenti potrebbero effettivamente aumentare, invece di diminuire.

L’approccio Safety-II di E. Hollnagel

In linea con l’approccio Safety-II di E. Hollnagel, la sicurezza complessiva del sistema non è solo una riduzione al minimo dei “cattivi risultati”, ma anche una massimizzazione dei “buoni risultati”.

I dettagli di quanto gli esseri umani contribuiscono a “buoni risultati” e in che misura l’automazione potrebbe influire su questo, specialmente in sistemi altamente complessi e complicati come gli UAS, devono ancora essere esplorati; ma è un aspetto cruciale che deve essere preso in considerazione.

Alla luce di quanto sopra, e in aggiunta alle sfide tecniche, l’attuale aumento dei livelli di automazione negli UAS dovrebbe essere trattato con grande cautela. 

Oltre alle sfide tecniche, il dibattito sul processo di passaggio a maggiori livelli di automazione dovrebbe concentrarsi maggiormente sugli aspetti della sicurezza. 

Mentre ci muoviamo verso l’integrazione del primo UAS completamente automatizzato con l’aviazione con equipaggio insieme nello stesso spazio aereo, dobbiamo garantire che gli attuali elevati livelli di sicurezza dell’aviazione con equipaggio non siano influenzati negativamente.

Che cos’è l’autonomia?

A seconda delle definizioni utilizzate, l’autonomia si colloca ai massimi livelli di automazione. 

Il Manuale ICAO sugli aeromobili a pilotaggio remoto (RPAS) (Doc 10019) non contiene una definizione di automazione. Tuttavia contiene le seguenti definizioni di autonomia: 

  • Velivolo autonomo : Un velivolo senza pilota che non consente l’intervento del pilota nella gestione del volo.
  • Operazione autonoma : operazione durante la quale un aeromobile a pilotaggio remoto opera senza l’intervento del pilota nella gestione del volo.

L’ICAO parla di aeromobile a pilotaggio remoto ma considera l’autonomia fuori portata per il Manuale SAPR. 

L’ECA trova l’uso della parola “ autonomo ” spesso alquanto inflazionato, quando il sistema a cui si fa riferimento non è autonomo, ma piuttosto altamente (forse completamente) automatizzato. 

A causa di ciò…

oltre alla complessità del problema, parole come autonomo , senza equipaggio o robotico sono utilizzate in modo incoerente per descrivere sistemi completamente automatizzati e la maggior parte delle volte ” completamente automatizzato ” sarebbe il termine appropriato.

Nel suo senso più “puro”, l’autonomia si riferisce a un sistema indipendente, che si autogoverna e ha il potere di prendere le proprie decisioni. 

Un UAS autonomo determinerebbe le proprie missioni, prenderebbe le proprie decisioni durante le missioni, effettuerebbe la propria pianificazione strategica e sarebbe veramente autodeterminista e padrone di se stesso. 

L’ECA ritiene che gli UAS autonomi nel senso di cui sopra non siano realisticamente realizzabili nel futuro a breve e medio termine . 

L’ECA si chiede inoltre se gli UAS autonomi siano persino desiderabili, poiché ciò significherebbe in definitiva cedere completamente l’autorità di comando a un sistema. 

Le potenziali ramificazioni di questo coinvolgono questioni filosofiche, legali, di sicurezza, protezione e società fondamentali. 

Questi devono essere meticolosamente analizzati e discussi in profondità, prima che tali sistemi vengano introdotti nello spazio aereo comune.

Poiché questo documento si concentra sull’automazione, è necessario uno sguardo più approfondito ai diversi livelli di automazione.

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Autore

Max Barbaro

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