Już wkrótce drony nie będą latać bez ładu i składu

Drony nieustannie zdobywają przestrzeń powietrzną nad naszymi głowami. Zanim się spostrzeżemy, będzie ich całe mrowie. Dlatego istotne jest stworzenie kompleksowej infrastruktury, która podobnie jak kodeks ruchu drogowego, będzie regulować kwestie związane z wykorzystywaniem dronów.

Kiedy w 2013 r. Jeff Bezos prezentował wizję świata, w którym drony dostarczają przesyłki klientom Amazona, brzmiało to jak science fiction. Minęły dwa lata i drony są już gotowe nie tylko do zadań kurierskich, ale także monitorowania rolnictwa czy prowadzenia misji ratowniczych. Ale zanim stanie się to normą, trzeba stworzyć nową infrastrukturę i szereg zasad, którymi kierować się będą przeszywające nasze niebo drony. Bez sprawnego systemu regulacji ruchu powietrznego nie unikniemy chaosu i kolizji.

Kontrola powietrzna

Dzisiaj drony są wszędzie. Zapewne wiele osób znajdzie je pod tegoroczną choinką bożonarodzeniową, a inni zrobią prezent samym sobie. Kupno drona komercyjnego nie jest łatwą sprawą, więc warto pamiętać o kilku podstawowych zasadach. Nie jest też tak, że zakupiony sprzęt od razu wyciągniemy z pudełka i puścimy hen wysoko – zasady korzystania z dronów są regulowane prawnie. Wciąż jednak nie ma niczego na kształt kodeksu cywilnego ruchu powietrznego.

Naukowcy z Uniwersytetu Stanforda postanowili coś z tym zrobić. Specjaliści ze Stanford Intelligent Systems Laboratory (SISL) przy współpracy z inżynierami NASA stworzyli projekt Systemu Zarządzania Bezzałogowym Ruchem Powietrznym (UTM). Jest on niezbędny do uregulowania zasad ruchu powietrznego wynikających ze stale rosnącego zainteresowania dronami.

Nie chcemy zatrudnić kolejnych 30 tys. ludzi tylko do obsługi ruchu dronów. To nie jest możliwe. UTM ma spełniać wiele funkcji kontroli ruchu lotniczego, ale system ten będzie w dużej mierze zautomatyzowany i oparty o chmurę.

– powiedział Mykel Kochenderfer, profesor aeronautyki i astronautyki na Uniwersytecie Stanforda, dyrektor SISL.

NASA przewiduje, że system UTM będzie w stanie monitorować ogromną liczbę operacji wykonywanych przez drony bez angażu kontrolerów ruchu lotniczego. Kluczową cechą innowacyjnego systemu będzie oprogramowanie automatycznego unikania kolizji, które zaalarmuje drony zagrożone kolizją. UTM obliczy jakie manewry powinny zostać podjęte do uniknięcia zderzenia i tym samym przejmie kontrolę nad dronami, by błyskawicznie je wykonać. Takie rozwiązanie jest jak najbardziej realne, choć wielu ekspertów wciąż puka się w głowę.

Dlaczego naukowcom tak bardzo zależy na automatyzacji całego procesu? Sama liczba bezzałogowych aparatów latających i wykonywanych przez nie manewrów jest tak duża, że ludzka załoga nie byłaby w stanie ich wszystkich przewidzieć. Dziś Federalna Administracja Lotnictwa (FAA), która reguluje wszystkie aspekty lotnictwa cywilnego w Stanach Zjednoczonych, zatrudnia 15 tys. pracowników do zarządzania ok. 87 tys. samolotów sterowanych przez pilotów na dobę. Nietrudno sobie wyobrazić, że gdyby miały to być pojazdy autonomiczne, ogarnięcie całości byłoby niemożliwe.

Warto odnieść to do realiów dronów. Amazon prognozuje, że ok. 40 mln subskrybentów usługi Amazon Prime mogłoby wygenerować konieczność 130 tys. dostaw przy użyciu dronów. A to wszystko w zwykły dzień roboczy. Nietrudno się domyślić, że w okresie przedświąteczny liczba ta znacznie by wzrosła.

Lot nad Twoim gniazdkiem

Naukowcy uważają, że automatyczne unikanie kolizji to najlepszy sposób, by umożliwić większą gęstość lotów w zatłoczonych miejscach. Wymaga to jednak jeszcze długiej pracy. Aby ruch lotniczy dronów przebiegał płynnie, trzeba opracować rozwiązania, które nie będą wymagały jego wstrzymywania, gdy nad miastem będzie przelatywał samolot. System automatycznego unikania kolizji wymaga opracowania nowych algorytmów, które będą pomagały przewidzieć i uniknąć ewentualnych zderzeń dronów.

Kochenderfer jakiś czas temu zaprezentował protokół unikania kolizji, który jest włączany do systemów pilotowania samolotów nowej generacji – ACAS X. Dzięki niemu, oprogramowanie alarmuje pilota samolotu o potencjalnym ryzyku kolizji i zaleca manewr, pozwalający jej uniknąć. Rezultatem jest system, który znacznie zwiększa bezpieczeństwo przy jednoczesnym zmniejszeniu liczby niepotrzebnych alertów. System ACAS X jest obecnie znormalizowany przez FAA i wykorzystywany na terenie całych Stanów Zjednoczonych.

Niektóre z technik ACAS X można by przeobrazić w kierunku rozwoju zautomatyzowanego systemu unikania kolizji bezzałogowych samolotów. W tradycyjnym lotnictwie, konflikty między więcej niż dwoma samolotami są rzadkie. W świecie dronów przecinających nasze niebo byłyby czymś powszechnym. To dlatego tak istotne jest dopracowanie systemu UTM.

Prace nad systemem UTM mają zostać zakończone do 2019 r. Wtedy nasze niebo stanie się w pełni otwarte dla dronów.