นักวิจัยกำลังทำงานในโครงการวิจัยสหวิทยาการที่ได้รับทุนจาก NASA ซึ่งมีวัตถุประสงค์เพื่อออกแบบและพัฒนาระบบการจัดการความปลอดภัยสำหรับเครื่องบินขับเคลื่อนอัตโนมัติไฟฟ้า ผู้ช่วยศาสตราจารย์ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกลและการบินและอวกาศ ควบคุมการวิจัย การเพิ่มประสิทธิภาพ การเรียนรู้ของเครื่องและปัญญาประดิษฐ์ (AI) ในการขนส่งทางอากาศและการบิน ห้องปฏิบัติการของเขาสร้างดาดฟ้าบินและระบบอัตโนมัติบนพื้นดินและเครื่องมือสนับสนุนการตัดสินใจ เพื่อปรับปรุงและรับรองความปลอดภัยสำหรับประเภทเครื่องบินที่เกิดใหม่และการปฏิบัติการบิน
ในขณะที่นวัตกรรมจำนวนมากในปัญญาประดิษฐ์และแอปพลิเคชันการเรียนรู้ของเครื่องได้รับการมุ่งเน้นไปที่การปฏิวัติอินเทอร์เน็ตและการเชื่อมต่อทางดิจิทัล กลุ่มนักวิจัยมุ่งเน้นไปที่การขยายผลประโยชน์เหล่านั้นในการเปลี่ยนการขนส่งทางอากาศสำหรับการเชื่อมต่อทางกายภาพและการเคลื่อนย้ายในอนาคต
นักวิจัยกำลังตรวจสอบโครงการมอบเงินช่วยเหลือด้านความปลอดภัยทั่วทั้งระบบของ NASA ระยะเวลา 2.5 ปีมูลค่า XNUMX ล้านเหรียญสหรัฐ ทีมวิจัยจะศึกษาการออกแบบระบบเพื่อลดความเสี่ยงสำหรับเครื่องบินขึ้นและลงแนวตั้งด้วยไฟฟ้า (eVTOL) และภารกิจการเคลื่อนย้ายทางอากาศขั้นสูงในสภาพแวดล้อมในเมือง
การออกแบบระบบที่ทีมเสนอมีจุดมุ่งหมายเพื่อลดความเสี่ยงในระดับชั้นสำหรับเครื่องบินขับเคลื่อนอัตโนมัติ สภาพอากาศที่เลวร้ายเช่นลม—ซึ่งเป็นสิ่งที่ห้องปฏิบัติการของนักวิจัยจะมุ่งเน้น—ส่งผลกระทบต่อความสามารถของเครื่องบินไฟฟ้าในการบินและลงจอดอย่างปลอดภัย ความเสี่ยงเพิ่มเติม ได้แก่ ความผิดพลาดหรือการเสื่อมสภาพของส่วนประกอบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า และภัยคุกคามจากเครื่องบินลำอื่นที่ไม่ให้ความร่วมมือเนื่องจากการปลอมแปลง GPS หรือการจี้ซอฟต์แวร์ขณะอยู่บนเครื่องบิน โครงการ NASA พยายามที่จะจัดการกับความกังวลที่หลากหลายทั้งสามด้าน ได้แก่ ความเสี่ยงระดับภารกิจ ความเสี่ยงระดับเครื่องบิน และความเสี่ยงระดับน่านฟ้า
“เมื่อเครื่องบินไร้คนขับกลายเป็นไม่ให้ความร่วมมือ ไม่ว่าจะถูกจี้ หรือความผิดพลาดในการปกครองตนเอง หรือปัญหาเครื่องยนต์/แบตเตอรี่ หรือเนื่องจากลม เครื่องบินลำนั้นก็เริ่มเคลื่อนออกจากราง เราจะตรวจจับได้อย่างไร และเครื่องบินลำอื่นทำอย่างไร หลีกเลี่ยงการชนหรือความขัดแย้งที่อาจเกิดขึ้น
การนำรถยนต์ไร้คนขับที่ปลอดภัยมาใช้อย่างแพร่หลายยังคงดำเนินต่อไปอีกหลายปี เช่นเดียวกับเครื่องบินไร้คนขับ นักวิจัยกล่าวว่าการเดินทางทางอากาศแบบไร้นักบินน่าจะเริ่มต้นด้วยการขนส่งพัสดุภัณฑ์ขนาดเล็กหรืออาหารกลางวันจากร้านอาหารท้องถิ่น หากการใช้งานดังกล่าวได้รับการพิสูจน์ว่าปลอดภัยและประสบความสำเร็จ อาจมีการเปิดตัวเที่ยวบินขนส่งสินค้าขนาดใหญ่ขึ้นและการขนส่งผู้โดยสารทางอากาศแบบอัตโนมัติ ซึ่งจะช่วยปรับปรุงความแออัดของการจราจรและทำให้ผู้คนสามารถอยู่อาศัยได้ไกลจากที่ทำงาน
“หากอัลกอริธึมแมชชีนเลิร์นนิงทำผิดพลาดใน Facebook, TikTok, Netflix—นั่นก็ไม่สำคัญมากนัก “แต่หากความผิดพลาดอัลกอริธึมแมชชีนเลิร์นนิงเกิดขึ้นในแอปพลิเคชันที่มีความสำคัญต่อความปลอดภัย เช่น การบินหรือในการขับขี่อัตโนมัติ ผู้คนอาจประสบอุบัติเหตุ อาจมีผลร้ายแรง”
ในการใช้งานด้านการบิน ความปลอดภัยต้องมาก่อนเสมอ เครื่องบินประเภทใหม่—การใช้พลังงานไฟฟ้าในการบิน, AI และฟังก์ชันอิสระตามการเรียนรู้ของเครื่องจักร—กำลังนำความท้าทายและโอกาสในการวิจัยด้านความปลอดภัยในการบินมาสู่ความท้าทายที่ยิ่งใหญ่
โครงการเพิ่มเติม
นักวิจัยได้รับทุนสนับสนุนสองปีจาก Federal Aviation Administration เพื่อมุ่งเน้นการออกแบบและดำเนินการตามกรอบการตรวจสอบความปลอดภัยสำหรับระบบการบินที่เน้นการเรียนรู้
พวกเขาต้องการสำรวจวิธีการตรวจสอบหรือรับรองฟังก์ชัน avionic ที่ใช้ AI และการเรียนรู้ของเครื่อง นักวิจัยกำลังวางแผนที่จะพัฒนาเครื่องมือบางอย่างสำหรับการตรวจสอบทั้งแบบออฟไลน์และออนไลน์เพื่อรับประกันความปลอดภัย
นักวิจัยยังได้รับรางวัล NASA SBIR Phase I ระยะเวลาหกเดือนในการทำงานร่วมกับ Intelligent Automation, Inc. ในโครงการเพื่อสนับสนุนปริมาณการจราจรทางอากาศในเมืองจำนวนมากที่เกิดขึ้นใหม่โดยบรรเทาความแออัดที่อาจเกิดขึ้นในน่านฟ้า ทีมงานจะมุ่งเน้นที่วิธีการเปิดใช้งานอัตราการมาถึงและขาออกที่สูงที่จุดยอด ซึ่งเป็นปัญหาคอขวดที่สำคัญสำหรับการจราจรทางอากาศ eVTOL
เครื่องบินไฟฟ้าไร้คนขับมีความเสี่ยงต่อความแออัดของการจราจรทางอากาศ เนื่องจากพลังงานแบตเตอรี่มีจำกัดเมื่อเทียบกับเชื้อเพลิงแบบเดิม เครื่องบินไฟฟ้าสามารถเผาผลาญทรัพยากรจำนวนมากได้หากไม่สามารถลงจอดตามกำหนดเวลา
พวกเขาไม่สามารถนั่งบนการจราจรในอากาศได้ หากพวกเขาลอยหรือลอยขึ้นไปบนท้องฟ้า พวกเขาจะใช้พลังงานแบตเตอรี่
โครงการที่สามเป็นความร่วมมือหนึ่งปีกับมหาวิทยาลัยเวอร์จิเนียและมหาวิทยาลัยจอร์จ เมสัน ทีมวิจัยได้รับทุนจาก Virginia Commonwealth Cyber Initiative (CCI) เพื่อจัดการกับภัยคุกคามจากยานพาหนะที่เป็นอิสระในขณะที่พวกเขากลายเป็นเหยื่อของการโจมตีทางไซเบอร์ที่เกิดขึ้นใหม่ โครงการ Smart City รวมกลไกใหม่สองอย่าง: วิดีโออัจฉริยะระดับเมืองสำหรับการตรวจจับการโจมตีและการวางแผนเสริมกำลังหลายตัวแทนสำหรับการตอบสนองต่อการโจมตีและยานพาหนะที่ไม่ร่วมมือ
พวกเขาวางแผนที่จะใช้กล้องเพื่อระบุการเคลื่อนไหวของรถที่อาจผิดปกติได้ ตั้งแต่การขับรถที่ก้าวร้าวหรือมึนเมา ไปจนถึงยานพาหนะอัตโนมัติที่ถูกแฮ็ก ในที่สุดนักวิจัยก็ตั้งเป้าที่จะตรวจจับและคาดการณ์พฤติกรรมประเภทนี้เพื่อลดความเสี่ยงบนท้องถนน ประสบการณ์ในห้องปฏิบัติการของนักวิจัยเกี่ยวกับการหลีกเลี่ยงการชนและการแก้ไขข้อขัดแย้งเป็นหัวใจสำคัญของความพยายามนี้
การเตรียมตัวสำหรับวันพรุ่งนี้
AI และแมชชีนเลิร์นนิงจะเป็นรากฐานสำหรับอนาคตของนวัตกรรมทางเทคโนโลยี และยังมีช่องว่างที่สำคัญสำหรับการขยายการขนส่งทางอากาศและการบิน
ในอีกไม่กี่ทศวรรษข้างหน้า จะมีความต้องการแรงงานในอุตสาหกรรมการบินที่มุ่งเน้นด้านความปลอดภัยอย่างจริงจังมากขึ้น ซึ่งสามารถนำมาใช้และพัฒนาปัญญาประดิษฐ์ (AI) และ เรียนรู้เครื่อง เทคโนโลยี. เจ้าหน้าที่ที่ได้รับการเลือกตั้งและพนักงาน ผู้กำหนดนโยบาย และหน่วยงานกำกับดูแลการบริหารการบินแห่งชาติ จะต้องมีความรู้เพียงพอในการประเมินเทคโนโลยีที่เปลี่ยนแปลงไป