Il contributo dell’intelligenza artificiale per il presente e il futuro del settore aeronautico è già oggi fonte di interesse. Sono molteplici gli impieghi e si guarda con attenzione al volo autonomo.

TAKEAWAY

• L’adozione di tecniche di intelligenza artificiale nell’aeronautica è destinata ad ampliarsi in vari ambiti, proprio per le potenzialità che essa offre al comparto.
• Oltre a fornire un supporto alla carenza di piloti, l’AI è materia comune sia dei colossi del settore aeronautico che delle startup. A proposito delle maggiori società del settore, sono già diversi i progetti che vedono il suo utilizzo per migliorare diversi aspetti.
• Le previsioni guardano con favore all’adozione dell’artificial intelligence nel prossimo futuro, dalla collaborazione uomo/macchina al trasporto aereo commerciale autonomo: quest’ultima opzione è ritenuta possibile dopo il 2035.

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L’intelligenza artificiale nell’aeronautica è destinata a trovare impiego in diversi campi di applicazione. Le previsioni di mercato prefigurano scenari più che ottimistici: secondo Allied Market Research, il valore del mercato mondiale dell’AI nell’aerospaziale (che comprende le attività e i velivoli aeronautici e spaziali) passerà da 373,6 milioni di dollari del 2020 a oltre 5,8 miliardi di dollari nel 2028.

Il balzo è enorme, ma giustificato dalle molteplici possibilità di adozione delle tecniche che fanno capo all’ambito di studi dell’artificial intelligence. Il volo autonomo è quello che attira maggiore interesse, anche se ci vorranno ancora anni di ricerca e sviluppo, ma non è certo l’unico.

Uno studio dell’European Union Aviation Safety Agency (EASA) – organo deputato alla sicurezza aerea dell’UE – illustra le potenziali applicazioni dell’AI/ML. Ce ne sono almeno tre di grande interesse: la prima ha a che fare con la possibilità di ridurre risorse umane per compiti ripetitivi che può svolgere una macchina; la seconda tende a mettere l’uomo al centro di processi decisionali complessi, assistito dalla macchina.

Già riguardo a queste due, l’assistenza uomo-macchina diventa di fondamentale importanza: pensiamo solo all’assemblaggio di un aereo, particolarmente complesso dato che può essere costituito da più di sette milioni di pezzi.

L’AI in aiuto alla carenza di piloti

In tema di intelligenza artificiale nell’aeronautica, la terza applicazione ha a che fare, invece, con l’opportunità di affrontare l’impatto relativo alle limitazioni delle prestazioni umane. «Sebbene l’automazione della cabina di pilotaggio e l’AI siano due argomenti diversi, quest’ultima può assistere l’equipaggio fornendo consulenza su attività di routine»evidenzia EASA.

Il settore si confronta da tempo con il problema della carenza di piloti, acuito fortemente dalla pandemia.Secondo uno studio della società di consulenza Oliver Wyman, l’Europa risentirà di una mancanza di 2.300 profili entro il 2023 e già quest’anno si prevede ne mancheranno 790 rispetto al necessario.

Trovare nuove opportunità in grado di supplire questo e altri problemi diventa determinante per il presente e il futuro dell’industria aeronautica, specie quella europea, che è uno dei comparti high-tech di maggior successo dell’UE.

Protagonista mondiale nella produzione di aerei civili, compresi elicotteri, motori, parti e componenti, l’aeronautica civile UE dà lavoro a più di 400mila persone e genera entrate per 130 miliardi di euro (dati UE 2019).

La pandemia ha inferto un duro colpo, riducendo di un terzo la produzione degli aeromobili. Ecco perché la competitività dell’industria aeronautica civile dipende fortemente dalla sua capacità di innovazione.

L’AI ha tutto il potenziale per fornire un prezioso supporto alla ripresa del settore: già oggi la disponibilità di dati, di algoritmi avanzati e di un aumento massiccio della potenza di calcolo, fanno sì che l’intelligenza artificiale per l’aeronautica possa essere un valido supporto. 

Intelligenza artificiale nell’aeronautica: un’opportunità per le startup…

Già da qualche anno, le compagnie aeree usano l’intelligenza artificiale nell’aeronautica per svariati impieghi, dai chatbot dei siti web volti a ridurre i costi del servizio clienti alle soluzioni per migliorare la manutenzione degli aeromobili.

Si aprono anche spazi per le startup: la neozelandese PreditHQ ha messo a punto sistemi di intelligenza artificiale per la modellazione della domanda, soluzioni particolarmente utili – ad esempio – per anticipare la curva delle prenotazioni, conoscendo quali eventi genereranno la domanda delle compagnie aeree. Prevedere significa avere un vantaggio economico enorme: Forrester ha rilevato che un miglioramento del 20% nelle previsioni comporta un miglioramento dell’1% dei ricavi.

… e per i colossi

Gli stessi produttori di aerei, in primis i colossi Airbus e Boeing, danno prova di sapere bene dove utilizzare l’AI già al presente, aprendosi poi alle opportunità create da una sempre maggiore capacità offerte dall’evoluzione tecnologica.

Airbus illustra sei aree tecniche relative all’artificial intelligence che verranno sfruttate da qui ai prossimi anni, spaziando dalla knowledge extraction all’impiego di computer vision e di machine learning per consentire agli aerei commerciali a pilotaggio autonomo di decollare e di atterrare, nonché di navigare e rilevare autonomamente gli ostacoli al suolo.

Il primo produttore di aerei civili al mondo dichiara già oggi di puntare alle opportunità offerte dal volo autonomo; a questo proposito ha avviato vari programmi, tra cui vanno segnalati Wayfinder e Vertex.

Nel primo caso si tratta dello sviluppo di sistemi autonomi scalabili e certificabili per aumentare in modo significativo la sicurezza e l’efficienza della prossima generazione di aerei commerciali. Il secondo riguarda il progetto che assomma tecnologie per rendere quanto più autonomo il proprio elicottero Flightlab.

Combina sensori e algoritmi di computer vision per ottimizzare la consapevolezza della situazione e il rilevamento degli ostacoli. Prevede l’uso di un’interfaccia uomo-macchina, che abbina touchscreen e display indossabile per il monitoraggio e il controllo in volo.

Anche Boeing impiega l’intelligenza artificiale nell’aeronautica. Ha sviluppato, tra l’altro, modelli di machine learning e usato algoritmi genetici per aumentare l’efficienza delle apparecchiature di automazione di precisione che realizzano gli aerei.

In particolare, la stessa società racconta i progressi ottenuti nell’assemblaggio delle sezioni della fusoliera del proprio aereo di punta 787, migliorando notevolmente la produttività delle macchine per il fissaggio del rivestimento, attrezzature già altamente ingegnerizzate e specializzate nella produzione aerospaziale.

L’applicazione di tecniche AI è utile – come rileva l’altro produttore di aerei canadesi, De Havilland Aircraft – anche per altre finalità. Una di queste riguarda la collaborazione con Aero HygenX per lo sviluppo e la commercializzazione di un robot autonomo che si occupa della sanificazione tramite UVC dello spazio passeggeri.

Prospettive e sviluppi dell’uso dell’intelligenza artificiale nell’aeronautica

Si lavora da tempo alla possibilità di utilizzare sempre più l’intelligenza artificiale nell’aeronautica, consapevoli che il suo uso vada regolamentato al meglio per garantire i più elevati standard di sicurezza. Ma ci sono già evidenze scientifiche di impieghi sicuri e certificati dell’AI nel settore.

Lo riporta uno studio condotto da esperti dell’Università di Stoccarda e dell’Università di Scienze Applicate di Zurigo (ZHAW) e di Airbus Defense and Space. Secondo le conclusioni, le applicazioni AI più richieste oggi sono le tecnologie anticollisione “sense-and-avoid”, quelle relative al pilota virtuale (di sicurezza) e alla cybersecurity. «Queste applicazioni, se utilizzano intelligenza artificiale, sono certificabili se si adottano approcci basati su regole o sulla garanzia di runtime (tempo di esecuzione di un programma – nda)».

Lo stesso studio mette in luce alcuni esempi applicativi: uno di questi riguarda l’Intelligent Flight Control System, sistema di controllo di volo progettato per garantire una maggiore sicurezza all’equipaggio e ai passeggeri e ottimizzare le prestazioni del velivolo in condizioni normali.

Nell’ambito del progetto di ricerca, la NASA ha costruito un IFCS autorigenerante che compensa i cambiamenti nel comportamento di controllo dell’aereo, per esempio a causa di danni strutturali. Utilizza reti neurali pre-addestrate e ad apprendimento online. L’IFCS è stato testato con un F-15 in volo e ha mostrato buone capacità di gestione delle configurazioni anomale.

La stessa EASA ha presentato le roadmap industriali note all’Agenzia che evidenziano l’uso evoluto dell’intelligenza artificiale nell’aeronautica. «Le prime certificazioni di assistenza ai piloti sono attese per il 2025, con una graduale accelerazione verso la piena autonomia intorno al 2035» specifica.

Nel settore del trasporto aereo commerciale, si assisterà all’applicazione di tre fasi specifiche: la prima, riguardante l’adozione di sistemi di assistenza/aumento dell’equipaggio, è prevista tra il 2022 e il 2025; la seconda fase, inerente alla collaborazione uomo/macchina, avverrà tra il 2025 e il 2030. La terza, dedicata al trasporto aereo commerciale autonomo, sarà concretizzabile dopo il 2035.