Удивительные идеи ученых для авиаперелетов: может ли ИИ стать пилотом
В ночь на 30 января 2025 года в небе над Вашингтоном пассажирский самолет столкнулся с военным вертолетом. В ту ночь погибли 67 человек, среди них – спортсмены, которые возвращались с чемпионата США по фигурному катанию.
Эта трагедия в очередной раз заставила задуматься о безопасности пассажирских авиаперевозок. Одни задались вопросом – можно ли было предотвратить аварию? Другие – как спасти жизни пассажиров воздушных судов, когда крушение неизбежно.
Ученые и инженеры всего мира больше века разрабатывают различные системы, которые позволили бы выжить людям, если в небе что-то пошло не так. О них рассказывает программа "Наука и техника" с Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.
Самолет с инновационной катапультой от российских инженеров
"Основные катастрофы происходят около земли и неожиданно. Мы, Россия, являемся первыми, кто применил такую разработку", – сказал основатель и генеральный директор авиационного конструкторского бюро Олег Ларионов в эксклюзивном интервью РЕН ТВ.
Российские авиаинженеры предлагают свой вариант спасения в воздухе – самолет с инновационной катапультой. Ею можно воспользоваться, даже если авария произошла у самой земли и времени разворачивать парашют уже нет.
"Здесь она немного проще, чем боевая катапульта. Она мягче. Но спасает жизни. Дальше ее можно будет устанавливать на все гражданские малые самолеты", – рассказал директор авиационного конструкторского бюро Олег Ларионов в эксклюзивном интервью РЕН ТВ.
Эта новость, конечно, обрадует владельцев и пилотов малой авиации, но таких у нас немного. Большинство поднимается в воздух на больших пассажирских авиалайнерах. А на них индивидуальные катапульты не устанавливают.
Стыковочная капсула для пассажирского салона самолета
Поэтому для спасения пассажиров магистральных воздушных судов конструкторы всего мира выдвигают десятки других предложений.
Например, такую капсулу, которую показали в программе. В ней предлагают разместить основной салон самолета и просто стыковать его с кабиной пилотов перед взлетом. По задумке разработчиков, в момент ЧП капсула вместе с пассажирами должна отделиться от самолета и плавно спуститься вниз на парашютах.
Человеческий фактор – основная причина авиакатастроф
"Все инструкции в авиации написаны кровью"
Но эксперты полны сомнений. Когда высота полета 10 000 метров, а за бортом минус 50°С – шансы выжить невелики. Авиаконструкторы и пилоты сходятся во мнении, что надо продумывать системы спасения всего самолета, а не пассажиров в отдельности.
По словам заслуженного военного летчика России Владимира Попова, каждая авиакатастрофа – это результат комбинации нескольких причин.
- Основная из них – человеческий фактор. На ошибки экипажа и наземных служб приходится 60% всех инцидентов в воздухе.
"У нас все инструкции в авиации написаны практически кровью. Ну, это так и есть. То есть мы учимся на ошибках тех, кто перед нами прошел этот путь", – отметил генерал-майор, заслуженный военный летчик России, кандидат технических наук Владимир Попов в эксклюзивном интервью РЕН ТВ.
Ошибка пилота привела к смерти 72 человек
В программе показаны кадры авиакатастрофы в Непале в январе 2023 года. В ней погибли 72 человека, в том числе четверо россиян. Борт, летевший из Катманду, при заходе на посадку резко потерял скорость, опрокинулся на левое крыло и рухнул на берег реки.
Анализ бортовых самописцев показал: в трагедии оказался виноват вовсе не сильный боковой ветер, как предполагали вначале. После отключения автопилота командир воздушного судна попросил своего напарника перевести закрылки в необходимое при посадке положение. Но тот вместо этого зачем-то зафлюгировал винты – то есть повернул лопасти так, как будто у самолета отказал один из двигателей.
"Чем сложнее аварийная ситуация, особенно связанная с отказами техники, с попаданием в какие-то метеоусловия, ранее не освоенные, допустим, особенно ночью, человек здесь может, не скажу, что потерять самообладание. Но не успевает прореагировать правильно", – подчеркнул генерал-майор, заслуженный военный летчик России, кандидат технических наук Владимир Попов в эксклюзивном интервью РЕН ТВ.
Искусственный интеллект за штурвалом самолета
Можно ли исключить опасный "человеческий фактор"? Можно, если посадить за штурвал самолета искусственный интеллект. Но только вторым пилотом.
Так утверждают ученые из Лаборатории компьютерных наук Массачусетского технологического института. Они разработали систему, в которой человек и нейросеть вместе управляют полетом.
"Нейросеть вмешивается в управление полетом не только, если пилот нарушил правила безопасности. Она выявляет ранние признаки возможных рисков с помощью анализа особых маркеров внимания человека. Система отслеживает направление взгляда пилота, его общее состояние и способность удерживать внимание", – пояснил специалист по машинному обучению в Лаборатории компьютерных наук и искусственного интеллекта Массачусетского технологического института Рамин Хасани.
В кабине самолета перед пилотом огромная рабочая панель с десятками датчиков и мониторов. Нейросеть с помощью камер понимает, что на них успел отследить пилот, а что упустил.
"Во время полевых испытаний двое – капитан воздушного судна и нейросеть – должны были пилотировать самолет к целевой точке маршрута. Они принимали решения на основе одних и тех же необработанных изображений. Успех нашей системы оказался наглядным: мы проанализировали все полезные действия во время полета. Нейросеть в итоге снизила уровень риска и быстрее добралась к заданному месту посадки", – рассказала профессор факультета электротехники и компьютерных наук Массачусетского технологического института Даниэла Рус.
Погодные условия – фактор риска для инцидентов в воздухе
Но даже если пилоты и техника абсолютно надежны, в игру нередко вступает природа. Ее беспощадные капризы стоят на третьем месте среди причин авиакатастроф.
- Молнии, штормовой ветер, да что там… обычная зима – это тоже фактор риска. Большая влажность и перепады температур на разных высотах запросто могут сковать крылья железной птицы.
Как капля воды с листа лотоса: уникальная защита самолета от наледи
Многие сталкивались с задержкой вылета в зимние месяцы, потому что наземным службам приходилось обрабатывать самолет специальным средством от наледи.
Возможно, вскоре на подобные процедуры перед каждым рейсом не нужно будет тратить время. Ученые Московского авиационного института создали покрытие, которое не теряет свойств в течение сотен полетов, и лишь затем требует обновления.
Защиту самолета от наледи делают методом наносекундной лазерной обработки с супергидрофобным составом. Вы когда-нибудь видели, как скатывается капля воды с листа лотоса? Российские инженеры добились именно такого эффекта.
"Капля, которая сидит на поверхности, ее очень трудно удержать, приходится буквально балансировать, потому что она имеет сферическую форму. Стоит поверхность наклонить – и капля скатывается с покрытия", – показал инженер кафедры "Проектирование и сертификация авиационной техники" МАИ, участник исследования супергидрофобных покрытий Илья Жигулин.
Ученые провели эксперимент. В аэрохолодильную трубу поместили две детали авиационного профиля и направили на них поток охлажденных капель. Справа наледь образовалась быстро, захватывая все больше места. А слева сработало супергидрофобное покрытие. Там льдинки формировались долго, а потом скатывались под воздействием ветра.
"Мы видим внедрение покрытия, прежде всего, в малой авиации и также в беспилотной авиации. Что касается больших самолетов, это достаточно консервативная история, понимая которую, мы будем нарабатывать соответствующий опыт, чтобы выйти на сертификацию самолета с этими покрытиями", – сообщил инженер кафедры "Проектирование и сертификация авиационной техники" МАИ, участник исследования супергидрофобных покрытий Илья Жигулин в эксклюзивном интервью РЕН ТВ.
Аналитика баз данных определит состояние самолета и его систем
Кадры авиалайнера среди пшеничных колосьев облетели весь мир. В сентябре 2023 года у самолета рейса Сочи-Омск внезапно отказала гидравлическая система. Пилотам пришлось сажать самолет в чистом поле. Риски были огромные, но все обошлось, не пострадал никто из 161 человека на борту.
А можно ли было предсказать такую поломку? Да, уверяют российские ученые, если использовать так называемую предиктивную аналитику больших баз данных на основе искусственного интеллекта. Она позволяет с помощью определенных алгоритмов вычислять техническое состояние самолета и всех его систем.
"На самолете установлено большое количество разного рода датчиков, сенсоров. Мы можем это все снимать с помощью соответствующего оборудования с бортового самописца. В полете собирается огромное количество данных. И данные по скорости, и данные самого борта, данные авиационного двигателя", – пояснил доцент кафедры "Вычислительная математика и программирование", заместитель начальника IT-Центра МАИ Петр Ухов в эксклюзивном интервью РЕН ТВ.
А дальше в ход идут методы математической статистики и детальный анализ всех данных нейросети.
Такая система точно сэкономит авиаперевозчикам деньги на ремонте воздушных судов, а пассажирам сбережет нервы, здоровье и, может быть, жизнь. Не зря говорят – человек летит не благодаря силе мускулов, а благодаря силе своего ума.