Penyelidik sedang mengerjakan projek penyelidikan antara disiplin yang dibiayai oleh NASA yang bertujuan untuk merancang dan mengembangkan sistem pengurusan keselamatan untuk pesawat autonomi elektrik. Penolong profesor di Jabatan Kejuruteraan Mekanikal dan Aeroangkasa, penyelidikan kawalan, pengoptimuman, pembelajaran mesin dan Kecerdasan Buatan (AI) dalam pengangkutan udara dan penerbangan. Makmalnya membina dek penerbangan dan automasi berasaskan darat dan alat sokongan keputusan untuk meningkatkan dan memastikan keselamatan untuk jenis pesawat yang baru muncul dan operasi penerbangan.
Walaupun banyak inovasi dalam aplikasi Kecerdasan Buatan dan pembelajaran mesin telah difokuskan untuk merevolusikan internet dan penyambungan digital, sekumpulan penyelidik fokus untuk memperluas manfaat tersebut menjadi transformasi pengangkutan udara untuk penyambungan fizikal dan mobiliti masa depan.
Penyelidik sedang menyiasat projek hibah NASA System-Wide Safety tiga tahun, $ 2.5 juta baru. Pasukan penyelidik akan mengkaji reka bentuk sistem untuk meminimumkan risiko untuk kapal terbang dan pendaratan menegak elektrik (eVTOL) dan misi mobiliti udara maju mereka di persekitaran bandar.
Reka bentuk sistem yang dicadangkan oleh pasukan ini bertujuan untuk meminimumkan risiko berlapis untuk pesawat autonomi. Keadaan cuaca buruk seperti angin — yang menjadi tumpuan makmal Penyelidik — mempengaruhi kemampuan pesawat elektrik untuk terbang dan mendarat dengan selamat. Risiko tambahan termasuk kerosakan atau penurunan komponen pendorong elektrik, dan ancaman dari pesawat lain yang tidak bekerjasama kerana penipuan GPS atau rampasan perisian semasa dalam penerbangan. Projek NASA bertujuan untuk menangani ketiga-tiga bidang keprihatinan ini - risiko tahap misi, risiko tahap pesawat dan risiko tahap ruang udara.
"Sebaik sahaja pesawat autonomi menjadi tidak bekerjasama, sama ada ia dirampas, atau kesalahan autonomi, atau masalah motor / bateri, atau kerana angin, pesawat itu mula melayang dari landasannya, bagaimana kita mengesannya dan bagaimana pesawat lain elakkan pertembungan atau konflik yang berpotensi.
Penggunaan kereta tanpa pemandu yang meluas masih bertahun-tahun. Perkara yang sama dapat dikatakan mengenai pesawat autonomi, Penyelidik mengatakan perjalanan udara tanpa pilot kemungkinan akan dimulakan dengan mengangkut bungkusan kecil atau penghantaran makan siang dari restoran tempatan. Sekiranya aplikasi tersebut terbukti selamat dan berjaya, penerbangan kargo yang lebih besar dan pengangkutan udara penumpang yang autonomi dapat diperkenalkan - berpotensi meningkatkan kesesakan lalu lintas dan membolehkan orang tinggal lebih jauh dari tempat kerja mereka.
"Sekiranya algoritma pembelajaran mesin membuat kesalahan di Facebook, TikTok, Netflix - itu tidak terlalu penting. "Tetapi jika kesalahan algoritma pembelajaran mesin berlaku dalam aplikasi yang penting untuk keselamatan, seperti penerbangan atau dalam pemanduan autonomi, orang mungkin mengalami kemalangan. Mungkin ada hasil yang membawa maut. "
Dalam aplikasi penerbangan, keselamatan selalu diutamakan. Jenis pesawat baru - elektrifikasi dalam penerbangan, AI dan fungsi mesin berdasarkan pembelajaran autonomi - membawa cabaran dan peluang besar untuk penyelidikan keselamatan penerbangan.
Projek Tambahan
Penyelidik menerima geran dua tahun dari Pentadbiran Penerbangan Persekutuan untuk memberi tumpuan kepada reka bentuk dan pelaksanaan kerangka pengesahan keselamatan untuk sistem penerbangan berasaskan pembelajaran.
Mereka ingin meneroka cara mengesahkan atau mengesahkan fungsi avionik berasaskan AI dan pembelajaran mesin ini. Penyelidik merancang untuk mengembangkan beberapa alat untuk pengesahan luar talian dan dalam talian untuk menjamin keselamatan.
Para penyelidik juga menerima anugerah NASA SBIR Tahap I selama enam bulan untuk bekerjasama dengan Intelligent Automation, Inc. dalam sebuah projek untuk menyokong jumlah lalu lintas mobiliti udara bandar yang besar dengan mengurangkan kemungkinan kesesakan di ruang udara. Pasukan ini akan memfokuskan kepada bagaimana mengaktifkan kadar ketibaan dan keberangkatan yang tinggi di landasan-hambatan utama bagi lalu lintas udara eVTOL.
Pesawat elektrik tanpa pemandu rentan terhadap kesesakan lalu lintas udara kerana kuasa bateri terhad berbanding bahan bakar tradisional. Pesawat elektrik boleh membakar sumber daya yang besar sekiranya mereka tidak dapat mendarat mengikut jadual.
Mereka tidak mampu duduk di lalu lintas di udara, jika mereka melayang atau menahan di langit, mereka akan menghabiskan bateri mereka.
Projek ketiga adalah kerjasama satu tahun dengan University of Virginia dan George Mason University. Pasukan penyelidik mendapat geran dari Virginia Commonwealth Cyber Initiative (CCI) untuk menangani ancaman dari kenderaan autonomi ketika mereka menjadi mangsa serangan siber yang baru muncul. Projek Smart City mengintegrasikan dua mekanisme baru: kecerdasan video berskala bandar untuk mengesan serangan dan perancangan penguatan multi-agen untuk bertindak balas terhadap serangan dan kenderaan yang tidak bekerjasama.
Mereka berencana untuk menggunakan kamera untuk mengenal pasti pergerakan kereta yang berpotensi tidak normal, mulai dari pemanduan yang agresif atau mabuk hingga kenderaan autonomi yang digodam. Penyelidik akhirnya bertujuan untuk mengesan dan meramalkan jenis tingkah laku ini untuk mengurangkan risiko di jalan raya. Pengalaman makmal penyelidik dengan penghindaran perlanggaran dan penyelesaian konflik adalah kunci usaha ini.
Bersedia untuk Esok
AI dan pembelajaran mesin akan menjadi landasan untuk masa depan inovasi teknologi, dan ada ruang yang signifikan untuk pengembangan pengangkutan udara dan penerbangan.
Selama beberapa dekad yang akan datang, akan ada kebutuhan yang semakin meningkat untuk tenaga kerja industri penerbangan yang fokus pada keselamatan yang dapat menerapkan dan mengembangkan Artificial Intelligence (AI) dan pembelajaran mesin teknologi. Pegawai yang dipilih dan kakitangan mereka, penggubal dasar dan pengawal selia Pentadbiran Penerbangan Persekutuan juga perlu mempunyai pengetahuan yang mencukupi untuk menilai perubahan teknologi.