Самолёт без пилота. Когда искусственный интеллект заменит человека за штурвалом

Правильно ли обвинять в случившемся одного пилота, не привлекая к ответственности лётного руководителя, инструктора или людей, ответственных за диагностирование судна перед взлётом? И снизится ли число авиакатастроф, если полностью устранить из полётов человеческий фактор? «Секрет фирмы» узнал у директора «Межрегионального авиационного кластера» Дениса Барышникова, как развивается беспилотная авиация и когда на смену лётному составу придёт искусственный интеллект.

Как скоро самолётам будут не нужны пилоты?

Беспилотная авиация развивается быстрыми темпами, в частности, беспилотные технологии уже сейчас активно применяются для решения задач видеосъёмки и контроля объектов в таких отраслях, как сельское хозяйство, энергетика, строительство.

Если говорить о конкретных прогнозах: в первую очередь стоит ждать «обеспилочивания» в сегменте «последней мили» (этап доставки от распределительного центра логистического оператора до конечного получателя или пункта назначения). Вначале это будут перевозки грузов, здесь масштабных перемен можно ждать уже в ближайшие пять лет, следом — пассажирские перевозки.

Следующий этап развития беспилотных технологий — перелёты на среднемагистральные расстояния (от 2500 до 6000 км). Большие беспилотные транспортные средства, аналоги таких самолётов, как Airbus 320, Boeing 737, начнут летать примерно через 10 лет. И затем ещё пять лет понадобится, чтобы запустить беспилотники, которые смогут совершать длинные трансконтинентальные перелёты, опять же, вначале для перевозки грузов, затем — для перевозки пассажиров.

При оптимистичном сценарии где-то через 15 лет беспилотная авиация станет массовым явлением, и этого времени как раз хватит, чтобы человеческое сознание адаптировалось к инновациям, люди стали воспринимать беспилотные летательные аппараты (БПЛА) как надёжный и безопасный способ передвижения.

Но стоит учитывать, что на скорость внедрения беспилотных технологии влияет ряд факторов, важнейший из которых — развитие нормативной базы.

Почему не получится быстрее?

Основной фактор, ограничивающий развитие беспилотной авиации на данный момент, — отсутствие нормативных документов, которые интегрируют БПЛА в общее воздушное пространство. Эти документы, скорее всего, будут представлять собой перечень правил и зон, разрешённых и запрещённых для полетов.

Пять лет, о которых речь шла выше, это именно тот срок, который, по прогнозам экспертов, понадобится, чтобы нормативные документы догнали развитие технологий. Разработку юридической базы торопят со всех сторон. Например, чтобы была возможность более активно использовать БПЛА для гуманитарных миссий (доставка лекарств в труднодоступные регионы, транспортировка пострадавших и так далее), организация UNICEF в 2019 году представила пример такого документа.

Второй важный ограничивающий фактор — необходимость в инфраструктуре, которая будет защищать объекты, в том числе объекты государственной важности, от последствий развития беспилотной авиации, например, от несанкционированных полётов. После событий в Саудовской Аравии, где дроны-беспилотники атаковали нефтеперерабатывающий завод, количество сторонников пессимистичных сценариев увеличилось. Стало казаться, что вместо разработки свода правил государства выберут путь повального запрета на применение беспилотных технологий, но этого не произошло. Зато начали развиваться защитные технологии, а значит, время беспилотников всё-таки наступит, и наступит в недалёком будущем.

Есть ещё один фактор, который теоретически может тормозить развитие беспилотных технологий, — это техническое оснащение на земле. Но его вряд ли можно назвать «тормозом» для отрасли, так как особых проблем для создания наземной инфраструктуры для развития беспилотной авиации нет.

Безопасность, которая является главной проблемой для наземного транспорта, в индустрии беспилотной авиации — фактически решённая задача.

Беспилотному наземному транспорту нужны продвинутые технологии, в частности мощный искусственный интеллект, который позволит передвигаться в динамично меняющейся среде, где постоянно возникают препятствия. Кроме того, на земле ограничены сценарии для реакции на опасную ситуацию.

В воздушном пространстве этих проблем практически нет, так как здесь нет препятствий, а если они и возникают, то у БПЛА есть много эшелонов (коридоров воздушного пространства), которые дают возможность скорректировать траекторию движения.

Возвращаясь к доставке и транспортировке на «последней миле»: именно эти факторы и делают БПЛА лучшим решением для передвижения по городу и на расстояния до 200 километров. Кроме того, воздушные беспилотники позволят значительно разгрузить транспортные артерии мегаполисов.

Мировые и российские проекты в беспилотной авиации

На текущий момент главные достижения беспилотной авиации принадлежат военным структурам, здесь БПЛА представлены инновационными аппаратами для мониторинга и разведки, а также тяжёлыми беспилотными ударными системами. Лидируют в этом направлении такие страны, как США, Китай и Израиль. Причина существенного отрыва военной отрасли заключается в том, что в ней нет барьеров, которые сдерживают коммерческие проекты: здесь не ждут разработки и согласования правил регулировки воздушного пространства.

Если говорить о гражданских рынках, то на данный момент самые яркие проекты — это проекты, которые можно отнести к сегменту «последней мили».

В первую очередь это грузовые перевозки. Технологиями и стартапами в данном направлении интересуются не только глобальные операторы, такие как TNT, FedEx, UPS, DHL, но и ИТ-гиганты Amazon и Alibaba Group. На сегодняшний день идёт настоящая гонка за инновациями, так как онлайн-ретейлеры начали серьёзно теснить логистические компании в сегменте доставки до дверей конечного потребителя. Сейчас доставка «последней мили» выполняется наземными способами, в основном с помощью курьеров, но в будущем ситуация изменится и курьеров заменят БПЛА. На этом этапе грузы редко превышают 5 кг, поэтому небольшие летательные аппараты лучше всего подходят для решения таких задач.

Бесспорным лидером в этой области являются китайские производители: в качестве примера можно привести дрон Еhang — DHL. В 2019 году этот беспилотник уже совершил свой первый полёт на расстояние 8 км, сделав DHL первой международной курьерской компанией, предоставившей такую ​​услугу в Китае. На преодоление этого расстояния дрону потребовалось всего восемь минут, в то время как автомобилю на преодоление такого же отрезка потребовалось бы около 40 минут. По оценкам экспертов, применение данной технологии позволит снизить расходы на доставку до 80%.

Не отстают китайские производители и в сегменте среднемагистральных грузовых перевозок. В 2019 году представители Star UAV System объявили о начале серийного производства грузового летательного аппарата АТ200. Грузоподъёмность данного БПЛА составляет 1,5 тонны, а дальность полёта — 2100 км. Также в 2018 году свой первый демонстрационный полёт совершил Feihong 98 (FH-98), созданный инженерами компании China Aerospace Science and Technology Group Co. Максимальная грузоподъёмность этого БПЛА — 1,5 тонны, дальность — 1200 километров.

Кроме китайских производителей в данном сегменте можно выделить американский проект Natilus, который разрабатывает БПЛА для перевозки генеральных грузов весом до 3,5 тонны на расстояния до 1500 км. По прогнозам основателей, первый полёт этого летательного аппарата должен состояться во втором квартале 2021 года.

Параллельно активно развивается рынок пассажирской беспилотной авиации. В первую очередь мы также увидим применение этой технологии в перевозке людей на этапе «последней мили», то есть это перелёты в местах с загруженной транспортной инфраструктурой и, наоборот, в труднодоступных точках, куда сложно добраться другими способами.

В данном сегменте лидером также можно считать китайские компании, в том числе Ehang. Их беспилотный летательный аппарат для транспортировки пассажиров EHang 216, разработанный совместно с австрийскими партнёрами, в 2019 году прошёл все необходимые испытания и, по словам производителей, уже готов к серийному производству. Данная модель ориентирована на использование в сегменте коммерческих пассажирских перевозок, в частности, в качестве аэротакси.

В этом направлении достижения есть и у европейских стран. Например, в 2019 году немецкая компания Volocopter представила характеристики городского аэротакси VoloCity: этот аппарат сможет выполнять полёты на скорости до 110 километров в час на расстояния до 35 километров. Изначально аэротакси VoloCity будет управляться пилотом, но это промежуточный этап. В планах компании сделать аэротакси полноценным беспилотником.

Собственные проекты в сегменте пассажирских перевозок на «последней миле» есть и у лидеров авиационной отрасли: NeXt у Boeing и Vahana у Airbus.

Дальше всего от реализации пока находятся проекты в сегменте беспилотной дальнемагистральной авиации (от 6000 до 12000 км): они существуют только на бумаге, и пройдут ещё годы, пока мы увидим первые демонстрационные модели. Что касается российских проектов, то мы серьёзно отстали от лидеров в сегменте «последней мили», однако у нас есть все шансы принять участие в борьбе за рынок среднемагистральных и дальнемагистральных перевозок.

Причин для оптимизма несколько: во-первых, у нас есть собственные перспективные разработки (проекты группы компаний «Аэромакс», проекты ArCraft, разработанные авиаконструктором Артемом Арутюновым, и другие), которые свидетельствуют о том, что мы не растеряли компетенции проектирования и производства летательных аппаратов. Во-вторых, пока проекты зарубежных производителей не выйдут на рынок, технологический разрыв можно легко сократить.

В-третьих, российские представители авиаотрасли активно участвуют в коммуникациях с зарубежными партнёрами и инициируют диалог с представителями власти, чтобы ускорить развитие беспилотных технологий в России. Например, в мае 2020 года в Ульяновске пройдёт Евразийский саммит бизнес-авиации, крупнейшее международное событие, одна из повесток которого — консолидация участников рынка по важным вопросам развития беспилотных технологий.

Как внедрение беспилотных технологий повлияет на потребителей?

В первую очередь перемены произойдут в сегменте «последней мили», где будет расти процент доставок с помощью беспилотников. Это значит, что сроки доставки сократятся, а пункты приёма посылок будут всё ближе к получателю. Прямо к дверям — это идеальный сценарий, на промежуточном этапе будут использоваться специальные площадки, в том числе почтовые отделения.

Всё это отразится не только на потребителях, но и на ретейлерах, так как быстрая и удобная доставка снижает привлекательность магазинов в офлайне. Им придётся придумывать новые средства привлечения клиентов, хотя не факт, что это спасёт от убытков: по последним данным, из-за популярности Amazon в Америке закрылось почти 6 тысяч торговых точек. Эксперты предсказывают, что на фоне развития электронной коммерции к 2026 году с рынка уйдут более 75 тыс. магазинов.

Однако резкого снижения стоимости доставки ждать нельзя, как и в более отдалённой перспективе нельзя ожидать резкого снижения стоимости авиабилетов. Внедрение технологий будет происходить по схеме, которая наблюдается и в случае с другими инновациями: вначале это будут премиум-услуги и продукты, которые будут стоить дороже за счёт более высокого качества и сервиса.

Затем цены постепенно начнут снижаться. И, только когда инвестиции, затраченные компаниями, окупятся, можно рассчитывать на то, что доставка и авиаперевозки станут дешевле для населения и доступны для широкой аудитории.

Как развитие беспилотных технологий отразится на лётном составе?

Если говорить о влиянии беспилотных технологий на кадровую ситуацию в целом, то здесь важно учитывать, что технологии будут внедряться эволюционно, а не революционно. Сокращение пилотной авиации произойдёт постепенно, что позволит части лётного состава спокойно уйти на пенсию, а остальным — переквалифицироваться.

Для обслуживания беспилотной авиации понадобится много технических кадров, в частности, уже сейчас набирает популярность такая специальность, как диспетчер роботизированных беспилотных систем. Плюс какое-то время рынку будут нужны внешние пилоты — специалисты, которые управляют беспилотниками с земли. Но большого спроса именно на эту профессию не будет, так как беспилотная авиация развивается в сторону минимизации человеческого участия в действиях БПЛА.

Поможет ли беспилотная авиация решить проблему дефицита лётного состава?

Проблема с дефицитом лётного состава на данный момент действительно существует, но нельзя сказать, что её решит беспилотная авиация, так как горизонт массового внедрения технологии всё-таки находятся слишком далеко. Бороться с нехваткой пилотов надо эффективными действиями, которые дадут видимый эффект в краткосрочной перспективе, то есть в ближайшие один-два года. Среди возможных вариантов: повышение зарплат пилотов до международного уровня, привлечение иностранных лётчиков на российский рынок, а также сокращение сроков подготовки лётного состава.

За границей программы подготовки пилотов для управления воздушным судном уровня Boeing 737 с нуля занимают три года, а в России обучение растягивается на пять лет. Причём на качестве подготовки это, к сожалению, не сказывается

Что об этом думают сами пилоты?

«Думаю, что это неизбежно, когда-то появятся полностью автоматизированные воздушные суда. Вопрос не «если», а «когда». Тут сложно прогнозировать, займёт это 15 лет или больше. Здесь вопрос не только технологический — уже сейчас есть самолёты, способные полностью выполнить весь полёт от взлёта до посадки в полностью автоматическом режиме. Включая стадию планирования полёта. Однако, действительно, тут есть и психологические вопросы — как вы верно подметили, не каждый будет готов сесть в такой самолёт. Есть и юридические — вопросы ответственности за принятые решения. А ответственность — это и вопросы компенсации ущерба и так далее.

Вообще, авиация — очень консервативная отрасль, и инновации туда проникают медленнее, чем в наземный транспорт. Поэтому я бы предположил, что на горизонте 15–20 лет мы увидим грузовые перевозки на беспилотных или, как это сейчас принято называть, дистанционно-пилотируемых ВС. А пассажирские перевозки с сотнями пассажиров на борту, вероятно, будут выполняться на пилотируемых ВС, возможно, с одним, а не двумя пилотами на борту».

«Космические корабли давно летают с искусственным интеллектом с первого полёта Юрия Гагарина. Они сами рассчитывают и траекторию, и баллистику, и снижение, и торможение, и учёные примерно даже знают, где приземлится корабль и парашютист. Сейчас современная техника такая, что беспилотники справляются лучше лётчиков. Маршруты более точные, заходят на посадку, садятся, то есть никаких проблем нет, кроме одной — психологический фактор пассажира. Захотите ли вы лететь на самолёте с ИИ, если там не будет лётчика, который может в любой момент отключить автоматику и взять управление на себя? Вот этот вопрос самый главный.

Человек должен контролировать автоматику. И сколько мы знаем случаев, когда автоматика неправильно воспринимает сигнал. Человеком заложена какая-то программа, а если произошла ошибка — тогда как быть? Вообще, беспилотники — прекрасная вещь, они выполняют работу, не устают, им не надо спать ночью, пересечение часовых поясов на них не сказывается — не как на человеческий организм. Поэтому я считаю, что автоматика должна быть полная, аппараты должны управляться в автоматическом режиме, но для контроля лётчик должен находиться в кабине.

Никуда профессия лётчика не денется — как сидело два человека, так и будут сидеть. Два, потому что имеет место человеческий фактор — один может устать, заболеть, потерять рассудок. Всё будет в автоматическом режиме, но люди будут контролировать <...>. Чем больше автоматики будет в самолёте — тем они будут безопасней. Но большая кнопка должна быть на штурвале, чтобы пилот вырубил автоматический режим и выполнил посадку. Сегодня очень много автоматических ракетных систем, высокоточного оружия. Но хакеры вмешиваются в их работу, меняют маршруты, логику, порядок действия, и всё это становится просто металлоломом. Почему тогда в работу самолёта не вмешается какой-нибудь такой идиот и не изменит программу?

Современные самолёты уже подразумевают полную автоматику, полный отказ участия человека в программе полёта. <...> Абсолютно электронные самолёты Boeing 737 MAX в двух катастрофах потеряли 350 человек. Там всё должно было быть в автоматическом режиме. Но неправильные сигналы из-за обледенения или заедания механизма привели к отработке стабилизатора на пикировании, и экипажи не справились — погибли и люди, и самолёты. Boeing остановила полёты этих судов. Хотя там была автоматика, насыщенная автоматика. Пилотам там делать практически было нечего, однако в результате две катастрофы за полгода.

За 15–20 лет учёные очень хорошо научатся делать автоматический режим, а лётчики будут сидеть для контроля. Я лично не полечу на самолёте, если там не будет человека».

«Подобная тема в наших профессиональных кругах, конечно, обсуждалась и не раз, но никто не принимает этот факт всерьёз пока что. Не буду утверждать, сделаю предположение, что когда-нибудь ИИ вполне сможет искоренить такую профессию, как пилот.

Так, в авиации уже присутствует проблема того, что пилот потихоньку превращается в «оператора», так как автоматика выполняет большинство функций, чтобы снизить нагрузку. На современных самолётах типа Boeing и Airbus уже присутствуют такие системы, как Autoland, которые при определённых условиях позволяют посадить самостоятельно без участия пилотов. Но, несмотря на этот факт, я считаю, что исключить человека полностью из системы управления самолётом невозможно. Техника несовершенна в наше время, и всё когда-то может отказать.

Моё мнение, что пилот на борту обязательно должен присутствовать, хотя бы один, и выполнять как минимум контролирующую функцию. Так как существует много факторов, которые невозможно учесть и спрогнозировать, особенно такой фактор, как погода. Поэтому самые важные этапы полёта, такие как взлёт и посадка, выполняются вручную. Сам лично я бы не доверил ИИ выполнять управление на таких критически важных этапах.

Хотел бы отметить наличие психологического фактора в этом вопросе — пассажирам куда спокойнее будет перенести полёт, зная, что в кабине сидит человек, который управляет самолётом, чем полёт на самолёте, в котором нет никого в кабине. Скорее всего, профессия не исчезнет, а ходят слухи, что просто переименуется в профессию «оператор ЛА (летательного аппарата)».

«Учитывая прошлый опыт человечества в области гражданской авиации, всё идёт к тому, что роль человека в управлении самолётом снижается. Если раньше в контуре управления человек физически штурвалом шевелил, то сейчас многие вещи уже автоматизированы. Если вкратце описать работу пилота в современном самолёте, то он фактически осуществляет взлёт, на определённой высоте нажимает кнопку автопилота, и дальше он, напрямую не воздействуя на органы управления, пользуясь лишь всякими кнопками, программирует самолёт, который подчиняется этим командам и выполняет то, о чём его просят. Почему бы это не делать с земли, например? Также можно отправлять воздушному судну определённую последовательность команд, и оно будет их выполнять.

Здесь просто есть проблема в современной инфраструктуре. Есть технологии, которые позволяют перехватить управление беспилотником. И нет уверенности в том, что если человека на самолете не будет, то кто-нибудь злонамеренно не перехватит канал управления и не произведёт какие-то нехорошие действия. Не надо будет угонять воздушное судно, находясь на нём. Поэтому есть много этических вопросов, в частности, связанных с безопасностью. И они пока не решены. Мне кажется, это вопрос 20–30 лет. Уже есть технология на случай, если пилоту стало плохо. Тогда пассажир может нажать на кнопочку, и самолёт вернётся и выполнит посадку.

Если система доведена до ума, ей можно доверять. Здесь проблема кроется в том, что ошибка сама по себе — это результат человеческой деятельности. Это не плохо и не хорошо — ошибки просто есть. И они бывают в программах, при проектировании технических узлов. Задача заключается в том, чтобы инженеры довели систему до совершенства, могли выявлять ошибки и устранять из своевременно. Для этого в том числе существует сертификация.

Приведу пример плохой сертификации — самолёты Boeing 737 MAX и две ужасных катастрофы с ними в Эфиопии и Индонезии. В результате расследования выяснилось, что были ошибки в алгоритме управления новой системой, которую не проверили должным образом. Так или иначе, это привело к гибели людей, что бы там ни говорили о том, что пилоты могли исправить эту ситуацию. Они просто не знали, что она может возникнуть, потому что и переучивание на новый самолёт тоже проводили без должного внимания к новой системе.

Я бы сел в беспилотный самолёт, если бы был уверен, что и производитель, и сертификационный орган выполнили свою работу хорошо. Я совершенно не доверяю системе сертификации Росавиации. Потому что там нет ни одного профессионала, работает, например, бывший учитель географии на позиции заместителя начальника Управления лётной эксплуатации, сам же начальник, по его собственным словам, налетал всего лишь тысячу часов. То есть это люди, которые почти не летали.

Известно о внутреннем распоряжении авиакомпании «Россия» о том, чтобы экипаж по возможности не сажал самолёт вручную. То есть, если аэродромная инфраструктура позволяет, современный самолёт может сесть сам. Считается, что это безопасней, авиакомпания здесь доверяет автоматике. И это может быть хорошо, с одной стороны, но, с другой, если пилоты не тренируются, могут возникнуть ситуации, подобные катастрофе в Шереметьево в мае 2019 года. Тогда, как говорят мои коллеги в «Аэрофлоте», пилот с отказавшей автоматикой не смог посадить самолёт. То есть пока уровень техники не позволяет ей полностью довериться.

Кроме того, есть проблема загруженности воздушного пространства. В Америке и Европе самолётов в небе очень много. И их количество неуклонно растёт. Через 20–30 лет самолётов будет ещё больше. Пока человеческий разум на голову выше, чем автоматика. Она сейчас используется для того, чтобы предупредить, обратить внимание диспетчера или пилота на возникшую проблему. И её пока не удаётся запрограммировать на принятие правильных решений в нестандартных ситуациях».