Заместитель директора по науке «Транспорта будущего» — об использовании искусственного интеллекта для беспилотников

Он создает новые возможности и задает высокие стандарты. В безопасности, цене, комфорте и многих аспектах, которые его пользователям предстоит открыть. Потенциал технологии для беспилотной авиации активно исследует компания «Транспорт будущего». Она развивает в Тольятти площадку для разработки, производства и эксплуатации гражданских беспилотников. В том числе — в сотрудничестве с Исследовательским центром в сфере искусственного интеллекта «Интеллектуальная мобильность многофункциональных беспилотных авиационных систем» на базе Самарского университета. О первых результатах научных разработок для инновационного бизнеса рассказывает Максим Борисов, заместитель генерального директора по науке «Транспорта будущего».

— В чем заключается сотрудничество «Транспорта будущего» с Центром искусственного интеллекта?

— Ученые помогают нам решать ключевую задачу в эксплуатации беспилотных авиационных систем (БАС) — обеспечивать безопасность полетов. Как ни печально, основным источником опасности, по статистике, становится не машина, а управляющий ею человек. Плюс имеет значение человеческий фактор в ошибках при сборке, при подготовке дрона к полету. Действия пилота, оператора сборочной линии и контролирует машинный интеллект.

Центр входит в структуру Самарского национального исследовательского университета имени академика Сергея Королева и создан на базе междисциплинарного Института искусственного интеллекта. Он сосредоточен на внедрении решений с использованием инструментов искусственного интеллекта. Сюда относятся универсальные системы виртуальной реальности, нейросети, машинное зрение. Центр искусственного интеллекта объединяет направления компетенций, которые выливаются в образовательные программы, научно-исследовательские работы, опытно-конструкторские разработки и их коммерческое применение.

Цель центра — прикладная наука. Высококвалифицированные преподаватели создают цифровые системы и решения, сотрудничают с крупными российскими и иностранными компаниями, имеют опыт работы с агрохозяйствами, медициной, металлургией, а теперь и с беспилотными летательными аппаратами.

Центр искусственного интеллекта — основной партнер компании «Транспорт будущего» в сфере информационных технологий. Наше сотрудничество связано с реализацией нацпроекта «Беспилотные авиационные системы», программы экспериментального правового режима в сфере цифровых инноваций по эксплуатации БАС в Самарской области, и началось со старта работы производственной площадки в Тольятти в 2023 году.

Уже есть результаты. Первый — создана система, использующая нейросеть для контроля подготовки дронов к полету.

— Что именно делает нейросеть в этом случае?

— Отслеживает действия оператора по алгоритму, формирует отчет: правильно ли оператор разложил компоненты, винты, проверил ли зарядку аккумуляторов, корректно ли установил их, оценил ли прочность всех элементов? И если в ходе проверки система выявила выполнение действия с ошибкой, вылет беспилотника блокируется. Дрон просто не взлетит.

— ИИ в роли чек-мена, который обычно работает на сборке автомобилей?

— Так и есть. Система установлена в летно-испытательном комплексе компании «Транспорт будущего» и на летной площадке. Она проверяет беспилотники перед реальным рабочим вылетом.

— Где еще гражданскому беспилотнику нужен искусственный интеллект?

— В полях. Ученые разработали для нас систему автоматизированного управления агродронами. Участок поля опыляют по заложенной программе: контролируют расход химикатов, нормы внесения для конкретной культуры. При необходимости дрон возвращается на базу для дозаправки или замены аккумуляторов, затем продолжает маршрут. Система действует полностью самостоятельно, пилоту остается только определить границы поля.

ИИ для дрона агрохозяйственного назначения протестировали на площадке «Транспорта будущего» в Тольятти, и теперь система автоматизированного управления заложена во всех БАС типа С-80.

Кроме того, искусственный интеллект участвует в подготовке пилотов и проверке компетенций. Специально для нас Центр ИИ разработал виртуальный тренажер, который оценивает действия пилотов, делает вывод о готовности или подтверждает квалификацию. Устройство контролирует и психофизическое состояние. Пока человек проходит сценарий виртуальной реальности, искусственный интеллект отслеживает его пульс, дыхание, давление и формирует отчет, показывающий реакцию организма на определенные действия. Набор датчиков установлен на перчатках и браслетах, программное обеспечение увязано с виртуальной реальностью, и все данные в едином продукте отображаются на мониторах. Такой экзамен уже можно увидеть в учебном классе, который организован в «Транспорте будущего», и на демонстрационном стенде в нашем центре управления полетами.

— Итак, ИИ в гражданских беспилотниках контролирует оператора, отслеживает обработку поля, экзаменует пилотов. Что-то еще?

— Четвертый результат, который мы получили с Центром искусственного интеллекта, — контроль движения беспилотника в транспортном коридоре. При выходе из разрешенной для полетов зоны дрон совершает автоматическую посадку, либо возвращается на точку старта, либо зависает, ожидая действий пилота.

Так обеспечивают безопасность, в том числе снимают риски перехвата управления, на этот случай программа предусматривает посадку и полное отключение всех систем. Дрон не запустится, если не внести его обратно в транспортный коридор.

— Все эти варианты применения ИИ уже реализованы и запущены в опытную эксплуатацию на площадке в Тольятти. Какие планы на 2025 год?

— Будем работать с дронами-доставщиками. Предстоит создать цифровую платформу для приема и отправки заказов, автоматизированную систему управления полетами. В фокусе внимания — безопасность. Когда дрон заберет или доставит посылку, в зоне его взлета и посадки не должно быть людей, животных и птиц. Беспилотный аппарат нужно научить свободно ориентироваться, понимать, есть ли препятствия, риски контакта с живыми существами, выбирать другую точку посадки, сообщать об этом в центр управления полетами.

Одна из задач — разработать системы безопасности при одновременном перемещении нескольких дронов в едином воздушном пространстве. Например, когда могут пересекаться маршруты доставщиков.
Мы продолжим применять наработки 2024 года, чтобы научить дроны автоматически ориентироваться, не выходя за пределы транспортного коридора. В этом случае нейросеть, оценивающая действия пилота, будет заточена на конкретику. Так, оператор должен правильно обозначить груз. Это может быть что-то хрупкое, бьющееся или медикаменты, не допускающие при перевозке другого положения в контейнере. Важно также исключить ситуацию, когда груз не положили в контейнер.

— Кто основной потребитель наработок с искусственным интеллектом в «Транспорте будущего»?

— Летно-испытательный комплекс. ИИ применяют при финальной проверке дронов: перед передачей в основную эксплуатацию оценивают систему автоматизированного управления, пилоты испытывают на себе проверку нейросетью и пользуются виртуальным тренажером. А также при помощи цифровых решений проверяют компоновку летательного аппарата, в том числе систему предотвращения выхода из транспортных коридоров.

И конечно, ИИ активно использует наша дочерняя компания «Дрон-сервис». Она оказывает услуги по обработке сельскохозяйственных полей, доставке грузов и мониторингу с помощью БАС. «Дрон-сервис» — реальный эксплуатант беспилотников, и в ее практику мы постепенно внедряем наши разработки.

— Что собой представляет цифровая платформа для беспилотников?

— Живая карта полетов. Ее задача — наблюдать, собирать статистику и делать выводы.

Цифровая платформа не видит гражданскую авиацию — отображает только полеты БАС. Данные обрабатывает искусственный интеллект, выдавая прогноз об эксплуатации. Например, напоминая о ремонте или замене деталей для беспилотника.

В масштабах региона и страны цифровая платформа БАС — источник ценных данных, которые помогут сформулировать сборник правил движения для беспилотной авиации и избегать инцидентов в небе. Такие нормативы уже появляются.

— Карту большой авиации видят диспетчеры. Маршруты гражданских беспилотников доступны пока тоже узкому кругу специалистов. Когда каждый из нас сможет в приложении на телефоне отследить, что именно летит мимо нашего дома?

— Это не фантастика и не будущее. Такие системы существуют. Наиболее известные: «Небосвод», «Флай дрон», FlyRF. При регистрации дрона в таких цифровых платформах отслеживается его полет. То есть беспилотник, как и гражданские самолеты, видят все, кто в этом заинтересован.

В ближайшее время стоит ожидать массовой регистрации в цифровых платформах крупных машин, особенно сельскохозяйственных дронов и доставщиков.

Число цифровых платформ БАС вырастет, либо появится единая система.

— Татьяна Клугман