ALIAS (Aircrew Labor In-Cockpit Automation System) — експериментальна програма агентства DARPA, спрямована на створення універсальної автоматизованої системи управління літальними апаратами, яка може встановлюватися на вже існуючі літаки та гелікоптери без необхідності їх глибокої модифікації. Основна мета програми — зменшення навантаження на екіпаж, підвищення безпеки польотів і створення можливості часткової або майже повної автоматизації керування повітряними суднами.

ALIAS стала однією з найважливіших програм DARPA у сфері автономної авіації, оскільки заклала основу для сучасних систем штучного інтелекту та автоматизованого управління у військовій і цивільній авіації.

Повна назва програми

ALIAS розшифровується як:

Aircrew Labor In-Cockpit Automation System

Українською:

Система автоматизації роботи екіпажу в кабіні літака

Історія створення

Програму ALIAS було офіційно анонсовано DARPA у 2014 році. Вона виникла як відповідь на кілька стратегічних проблем сучасної авіації:

  • надмірне навантаження на пілотів;
  • складність експлуатації військових літаків;
  • зростання вартості підготовки екіпажів;
  • потреба у швидкому переоснащенні старих літаків;
  • необхідність автономної роботи в небезпечних умовах.

DARPA прагнула створити універсальну систему, яку можна швидко встановити на існуючі повітряні судна без масштабної перебудови авіоніки.

На відміну від створення повністю нових автономних літаків, ALIAS орієнтувався саме на модернізацію вже існуючих платформ.

Основна концепція

Головна ідея ALIAS — створення «знімного автоматизованого другого пілота».

Система повинна:

  • встановлюватися у кабіну літака;
  • інтегруватися з органами керування;
  • взаємодіяти з наявною авіонікою;
  • працювати без кардинальної модифікації конструкції;
  • підтримувати різні типи літаків і гелікоптерів.

DARPA описувала ALIAS як:

tailorable, drop-in, removable kit — адаптивний, швидко встановлюваний і знімний комплект автоматизації.

Основні цілі програми

ALIAS створювався для вирішення кількох ключових завдань.

Зменшення навантаження на пілотів

Сучасні екіпажі змушені одночасно:

  • керувати літаком;
  • контролювати навігацію;
  • працювати із сенсорами;
  • підтримувати зв’язок;
  • виконувати бойові або транспортні завдання.

ALIAS повинен був автоматизувати значну частину цих процесів.

Підвищення безпеки польотів

Програма мала зменшити ризик людської помилки — одного з головних чинників авіаційних катастроф.

Система могла:

  • контролювати параметри польоту;
  • запобігати небезпечним маневрам;
  • стабілізувати літак;
  • автоматично реагувати на аварійні ситуації.

Скорочення чисельності екіпажу

Однією з довгострокових цілей було створення літаків із мінімальним екіпажем або навіть повністю автономних платформ.

Автономність у складних умовах

ALIAS розроблявся для:

  • польотів у поганих погодних умовах;
  • бойових місій;
  • польотів у зонах високого ризику;
  • автономної доставки вантажів.

Архітектура системи

ALIAS складався з кількох основних компонентів.

Роботизовані маніпулятори

Одним із найвідоміших елементів системи стали роботизовані руки, які фізично взаємодіяли з органами керування літака.

Маніпулятори могли:

  • рухати штурвал;
  • працювати з важелями;
  • натискати кнопки;
  • взаємодіяти з перемикачами;
  • керувати дроселем.

Такий підхід дозволяв використовувати систему навіть на старих літаках без цифрової інтеграції.

Система комп’ютерного зору

ALIAS використовував камери та сенсори для:

  • зчитування показників приладів;
  • розпізнавання стану систем;
  • контролю положення органів управління;
  • навігаційного аналізу.

Штучний інтелект

Система містила алгоритми машинного навчання та автономного прийняття рішень.

AI-модулі відповідали за:

  • аналіз польотної ситуації;
  • планування дій;
  • контроль стабільності;
  • виконання процедур польоту;
  • взаємодію з людиною.

Інтерфейс взаємодії з екіпажем

ALIAS підтримував:

  • голосові команди;
  • сенсорні інтерфейси;
  • автоматичні сценарії;
  • інтерактивну взаємодію з пілотом.

Принцип роботи

Під час польоту ALIAS міг:

  • самостійно запускати двигуни;
  • виконувати руління;
  • здійснювати зліт;
  • підтримувати маршрут;
  • виконувати посадку;
  • реагувати на надзвичайні ситуації.

Пілот при цьому залишався оператором високого рівня та міг у будь-який момент перехопити керування.

Розробники та учасники програми

Головним промисловим партнером DARPA стала компанія:

  • Lockheed Martin

Безпосередньою розробкою системи займався підрозділ:

  • Sikorsky Innovations

Після придбання Sikorsky компанією Lockheed Martin програма продовжила розвиток у межах нового корпоративного структурування.

Випробування програми

Sikorsky S-76

Перші масштабні демонстрації проводилися на гелікоптері Sikorsky S-76.

Під час тестів система:

  • виконувала автономний зліт;
  • підтримувала політ;
  • обходила перешкоди;
  • здійснювала посадку;
  • працювала без прямого втручання людини.

Cessna Caravan

Пізніше ALIAS інтегрували у літак:

  • Cessna 208 Caravan.

Система успішно виконала автоматичний політ із мінімальною участю пілота.

UH-60 Black Hawk

Одним із найважливіших етапів стала інтеграція ALIAS у військовий гелікоптер:

  • UH-60 Black Hawk.

Це стало основою для майбутньої програми MATRIX та інших автономних систем Sikorsky.

MATRIX

Технології ALIAS згодом еволюціонували у систему:

  • MATRIX Technology.

MATRIX стала більш сучасною автономною платформою для військових гелікоптерів і безпілотних систем.

Технічні особливості

ALIAS мав низку унікальних характеристик.

Універсальність

Система проектувалася для роботи з різними типами повітряних суден:

  • літаками;
  • транспортниками;
  • гелікоптерами;
  • старими аналоговими платформами.

Модульність

ALIAS можна було:

  • швидко встановити;
  • перенести на інший літак;
  • модернізувати окремими блоками.

Незалежність від авіоніки

Однією з головних переваг була здатність працювати навіть із застарілими системами керування.

Потенційні сфери застосування

Військова авіація

ALIAS розглядався як технологія для:

  • транспортної авіації;
  • евакуаційних місій;
  • розвідки;
  • автономних бойових платформ;
  • польотів у небезпечних районах.

Цивільна авіація

У цивільному секторі технологія могла використовуватися для:

  • вантажних перевезень;
  • автономних транспортних літаків;
  • регіональної авіації;
  • допомоги пілотам у складних умовах;
  • автоматизації аварійних процедур.

Безпілотна авіація

ALIAS фактично став перехідною технологією між традиційною авіацією та повністю автономними літальними апаратами.

Значення для розвитку автономної авіації

Програма ALIAS стала важливим етапом у розвитку:

  • автономного управління;
  • роботизованих авіаційних систем;
  • AI-пілотів;
  • людино-машинної взаємодії;
  • військової робототехніки.

Вона продемонструвала, що навіть традиційні літаки можуть бути швидко адаптовані до високого рівня автоматизації.

Критика та обмеження

Попри значний прогрес, ALIAS мав і низку проблем.

Складність сертифікації

Автономні системи потребують надзвичайно суворої перевірки безпеки.

Юридичні питання

Виникали проблеми щодо:

  • відповідальності за аварії;
  • ролі людини у прийнятті рішень;
  • допуску автономних літаків у цивільний повітряний простір.

Технічні ризики

Серед основних ризиків:

  • кібератаки;
  • програмні помилки;
  • нестандартні погодні умови;
  • складні аварійні ситуації.

Спадщина програми

ALIAS суттєво вплинув на розвиток сучасної автономної авіації.

Його технології стали основою для:

  • автономних військових гелікоптерів;
  • AI-систем управління польотом;
  • безекіпажних транспортних літаків;
  • перспективних програм DARPA та Lockheed Martin.

Програма також пришвидшила інтеграцію штучного інтелекту в традиційну авіацію та довела

Дещо інше: