АНАЛИЗ РАЗВИТИЯ БЕСПИЛОТНЫХ СИСТЕМ И ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА В АВИАЦИОННОМ ПРИБОРОСТРОЕНИИ

АННОТАЦИЯ

В статье обсуждаются ключевые аспекты беспилотных систем и искусственного интеллекта в авиационном приборостроении. Рассмотрены роль беспилотных систем, их применение в различных областях, включая гражданскую авиацию и медицинские задачи. Исследована важность технологического прогресса, а также преимущества и ограничения беспилотных систем. Обсуждены тенденции развития, возможности для исследований и инноваций, а также роль беспилотных систем в создании новых рабочих мест и экологической устойчивости.

ABSTRACT

The article discusses key aspects of unmanned systems and artificial intelligence in aviation instrumentation. It explores the role of unmanned systems and their applications in various domains, including civil aviation and medical tasks. The importance of technological progress is examined, along with the advantages and limitations of unmanned systems. The chat delves into development trends, research and innovation opportunities, as well as the role of unmanned systems in creating new jobs and promoting environmental sustainability.

Ключевые слова: беспилотные системы, искусственный интеллект, авиационное приборостроение, оптимизация операций, безопасность полетов.

Keywords: unmanned systems, artificial intelligence, aviation instrumentation, operations optimization, flight safety.

Беспилотные Системы и Искусственный Интеллект в Авиационном Приборостроении

В современном мире авиационное приборостроение претерпевает революцию, определяемую внедрением беспилотных систем и технологий искусственного интеллекта (ИИ). Этот тандем привносит новые горизонты в область авиации, изменяя не только способы управления воздушными судами, но и повышая безопасность, эффективность и даже создавая новые сценарии использования. Давайте рассмотрим ключевые аспекты этой инновационной эры.

Беспилотные системы, в основном связанные с беспилотными летательными аппаратами (БЛА), превратились в катализатор для перемены в парадигме авиационного приборостроения. Они нашли свое применение в различных областях, начиная от гражданской авиации и заканчивая медицинскими миссиями.

Гражданская авиация стала основным местом для интеграции беспилотных систем. Авиакомпании активно исследуют возможности использования БЛА для перевозки грузов и пассажиров. Новые горизонты открываются в области географически изолированных регионов и доставки в экстремальных условиях.

Медицинские миссии представляют еще одно область применения. Беспилотные аппараты используются для доставки медицинских препаратов и оборудования в отдаленные районы, где доступ может быть ограничен. Это не только экономит время, но и спасает жизни. Для этих целей, в том числе помогает искусственный интеллект.

Искусственный интеллект (ИИ) предоставляет ряд значительных преимуществ и возможностей для человека в различных сферах жизни. Вот некоторые из основных преимуществ:

Автоматизация задач: ИИ может автоматизировать рутинные и повторяющиеся задачи, что освобождает человека от монотонных обязанностей и позволяет ему более эффективно использовать свое время для более творческой и стратегической работы.

Улучшение производительности: ИИ способен обрабатывать и анализировать большие объемы данных в кратчайшие сроки, что приводит к увеличению производительности в различных отраслях, таких как медицина, производство, финансы и другие.

Повышение точности и надежности: ИИ может выполнять сложные расчеты и анализ с высокой точностью, что особенно важно в областях, где даже небольшие ошибки могут иметь серьезные последствия, например, в медицине или авиации.

Машинное обучение, ключевая составляющая искусственного интеллекта, играет решающую роль в улучшении способностей беспилотных систем. Эти системы способны адаптироваться к различным сценариям и условиям, обучаясь на основе данных и опыта.

На сегодняшний день в авиации применяются не мало систем ИИ. ИИ уже находится в кабине пилотов. Система выполняет некоторые функции внимательного второго пилота, такие как смена радиоканалов, считывание прогнозов ветра и предоставление информации о местоположении по запросу.

Существуют системы защиты от переполнения ВПП (Airbus «ROPS»), которые согласовывают скорость и вес самолета с опубликованной длиной, состоянием и местной погодой ВПП, к которой он приближается.

Программа Airbus и IBM Smarter Fleet maintenance management использует ИИ анализ полетных данных для оптимизации планового технического обслуживания и расхода топлива [1].

Преимущества Беспилотных Систем: Безопасность, Эффективность, Продолжительность Полета

Беспилотные системы приносят ряд неоспоримых преимуществ. Прежде всего, безопасность полетов заметно повышается. Автономные системы обладают уникальной способностью обнаруживать опасности и предотвращать аварии, что становится важным элементом для гражданской авиации.

Продолжительность полета становится еще одним ключевым плюсом. Беспилотные системы способны выполнять длительные миссии без необходимости посадки и дозаправки, что особенно важно в военных и разведывательных миссиях.

БПЛА на данный момент, в авиационной среде входят в число самых перспективных видов техники. Они активно используются в силовых ведомствах и Российской армией, а также находят своё применение в гражданском коммерческом секторе.

В связи с повышающемся интересом к применению гражданских беспилотных летательных аппаратов, в научной среде особое внимание уделяют: истории создания БПЛА, их конструктивным особенностям, областям, в которых они могут быть применены и перспективам развития [2].

Необходимо признать, что, несмотря на все преимущества, беспилотные системы сталкиваются с рядом ограничений. Технические сложности, вопросы кибербезопасности и этические аспекты требуют дополнительного внимания.

Важным вызовом остается понимание окружающей среды. Беспилотные системы сталкиваются с трудностью в восприятии и адаптации к динамическим сценариям, что является объектом активных исследований.

Однако, несмотря на эти ограничения, перспективы развития беспилотных систем и искусственного интеллекта весьма обнадеживают. Продолжается интеграция в городскую мобильность, развиваются стандарты и нормативы, что открывает новые возможности для разработчиков и исследователей.

Также БЛА пользуются спросом на рынке в развлекательном сегменте, а именно китайские БЛА - мультикоптеры. Прежде всего, они покупаются как игрушки. Но в то же время растет число коммерческих приложений таких устройств, например, для доставки небольших грузов. В качестве примера доставки небольшого груза выступает дрон службы доставки Deutsche Post DHL, который доставил посылку весом 3 кг на расстояние до 1 км над рекой [3].

Симбиоз беспилотных систем и искусственного интеллекта реализован во множестве проектов, демонстрирующих разнообразие применения этой технологии. Проекты городской мобильности, такие как летающие такси, становятся реальностью, меняя представление о транспортной инфраструктуре.

В сфере медицинских миссий успешно реализуются проекты по доставке медицинских препаратов и первой помощи в отдаленные районы. Это приводит к сокращению времени реакции и повышению эффективности медицинской помощи.

Многие военные проекты также активно используют беспилотные системы и искусственный интеллект. От разведывательных миссий до поддержки в воздушном пространстве, эти технологии становятся неотъемлемой частью военной стратегии.

Увы, за последние восемь лет исследований статистика свидетельствует: 92% всех инцидентов в воздушном транспорте были вызваны ошибками пилотов при ручном пилотировании.

Проведенный анализ тенденций развития авиационных технологий свидетельствует, что в ближайшем будущем следует ожидать появления новых средств и способов на основе технологий ИИ, … качественно изменить профессиональную деятельность пилотов, снизить их нагрузку и повысить безопасность полетов [4].

Тенденции в развитии беспилотных систем и искусственного интеллекта являются важным аспектом долгосрочного влияния на авиационное приборостроение. Автономность становится ключевым словом, когда системы способны принимать сложные решения без участия человека, открывая перспективы для долгосрочных миссий и использования в сложных условиях.

Интеграция в городскую мобильность — еще одна тенденция, которая преобразует взаимодействие городов и транспортных средств. Летающие такси и беспилотные автобусы становятся реальностью, предоставляя новые возможности для городского планирования и мобильности.

Безопасность остается приоритетом в разработке и применении беспилотных систем. Стандарты и нормативы постепенно вырабатываются, чтобы обеспечить надежную и безопасную интеграцию этих технологий в воздушное пространство.

Тренажёры в авиации, использующие элементы искусственного интеллекта, превращают процесс обучения пилотов в полноценное средство приобретения и закрепления практических навыков безопасного и эффективного управления воздушными судами. Этот результат достигается благодаря качественной реализации трех основных компонентов системы тренажёров:

Точные динамические модели управления, обеспечивающие адекватную реакцию моделируемого объекта на любые вмешательства в его движение в различных условиях изменения управляющих параметров и воздействий внешних факторов.

Интеллектуальные пользовательские интерфейсы, которые воспроизводят реальную среду управления.

Компьютерные инструменты инструктирования, позволяющие управлять процессом тренинга, в том числе в ситуациях отказа оборудования, а также автоматически оценивать состояние и действия пилота.

Существует огромный потенциал для дальнейших исследований и инноваций в области беспилотных систем и искусственного интеллекта. Одним из направлений исследований является улучшение способности беспилотных систем в восприятии окружающей среды. Разработка новых сенсоров и алгоритмов обработки данных способствует более точному и полному пониманию динамических условий.

Одна из причин успешного применения ГНС заключается в том, что сеть автоматически выделяет из данных важные признаки, необходимые для решения задачи. Сочетание трёх факторов привело к существенному прогрессу в обучении ГНС и их практическом использовании, что позволило ГНС занять лидирующую позицию среди методов машинного обучения [5].

Глубокие исследования в области кибербезопасности становятся неотъемлемой частью развития беспилотных систем. Защита от хакерских атак и обеспечение конфиденциальности данных — это приоритет, чтобы гарантировать стабильную работу систем.

Выводы

В завершение можно сделать вывод, что беспилотные системы и искусственный интеллект переписывают правила игры в авиационном приборостроении. Эти инновации не только улучшают технические характеристики воздушных судов, но и расширяют возможности и сферы применения, становясь неотъемлемой частью современной авиационной индустрии.

Безопасность, эффективность и автономность становятся новыми стандартами, а проекты, использующие беспилотные системы и искусственный интеллект, преображают наше представление о том, каким может быть будущее воздушной мобильности.

Список литературы:

1. Бублик Николай Дмитриевич АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТЕЙ И ПРАКТИКИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БЕСПИЛОТНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ В РЕГИОНАЛЬНЫХ АВИАЦИОННЫХ ГРУЗОПЕРЕВОЗКАХ // 2018. – С. 9.
2. Чунтул А.В. ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ В АВИАЦИИ // 2023. – C. 346.
3. Орлова Л.В., Галигузова А.А., Смирнова А.Д. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА В АВИАЦИИ // 2020. – С. 36.
4. Кулида Е.Л., Лебедев В.Г ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕТОДОВ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА В АВИАЦИИ // 2022. – С. 1540.
5. Просвирина Наталья Викторовна АНАЛИЗ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ // 2021. – C. 563.