¿Cuáles son las restricciones que impiden sistemas de piloto automático más inteligentes?

Según la FAA, en realidad no existen regulaciones que limiten la capacidad de un piloto automático y, por debajo del despegue, la mayoría de los sistemas modernos son capaces de realizar la mayor parte de un vuelo completo sin intervención del piloto (aparte de las actualizaciones de ruta, etc.). En última instancia, cualquier sistema de aeronave deberá obtener la certificación y esto implica pruebas rigurosas y demostraciones de que el sistema funciona en todos los casos establecidos.

Sin embargo, hay un poco de un problema de lógica en su declaración:

Por ejemplo, durante el vuelo bajo ciertas condiciones en las que fallan algunos sensores y el sistema de control de vuelo vuelve a la ley directa (en el caso de FBW) y el piloto automático del sistema inteligente reconoce este caso para ayudar al piloto a decidir qué hacer o controlar la aeronave a fondo.

La razón por la que el piloto automático se desactiva o se desconecta es porque, debido a la falla del sensor, ya no tiene la información que necesita para controlar adecuadamente la aeronave. No importa cuán inteligente sea el sistema, sin la entrada adecuada del sensor, el control positivo no es posible o sería lógicamente incorrecto. Esto es cierto incluso para los pilotos humanos y fue en parte el problema que condujo al desastre del Air France 447 .

Aquí hay una pregunta más amplia sobre los pilotos automáticos que potencialmente manejan emergencias, que es un poco diferente a una falla del sensor (léase falla estática de Pitot). Esto ya está implementado en parte en algunos aviones y, a medida que pasa el tiempo, vemos más y más. Las aeronaves ahora son capaces de detectar una despresurización y descender automáticamente a una altitud segura; incluso los nuevos aviones pequeños GA tienen esta característica . Los pilotos automáticos ahora también tienen formas de modo de nivelación automática que devolverán la aeronave a una actitud recta y nivelada con solo presionar un botón.

Esto también se reduce en parte a la filosofía del diseño. Esto es muy obstinado, por lo que me mantendré alejado de él en este sitio, pero hay datos sólidos para respaldar ambos casos: en caso de una emergencia, ¿está mejor equipado un piloto o un sistema informático para manejar la situación?

No soy un experto, especialmente en el marco regulatorio, pero puedo dar una respuesta limitada.

De alguna manera, los aviones ya están dando pasos incrementales hacia una mayor automatización y protección contra fallas:

• Airbus, entre otros, ha integrado TCAS en el piloto automático para volar automáticamente maniobras para evitar conflictos.
• Sistemas como el F-16 Auto-GCAS permiten que el avión se niegue a estrellarse contra el suelo y ya ha salvado varias vidas en el ejército.
• Algunos aviones tienen un sistema de descenso de emergencia que descenderá automáticamente si la cabina se despresuriza
• La tecnología de navegación está evolucionando hasta el punto en que muchas aeronaves fabricadas actualmente ni siquiera tienen VOR, y ahora puede realizar aproximaciones de hasta 200 pies usando solo GPS y seguir trayectorias curvas con alta precisión garantizada .
• Los FADEC , que entraron en servicio a principios de los 80, toman el control total de los motores del piloto.
• Boeing está buscando una variedad de formas de automatizar aún más la cabina y reducir la carga de trabajo del piloto ( fuente de ejemplo )

Los aviones ya intentan volver a la funcionalidad básica cuando algo falla. La falla de la baliza del localizador no desactiva todo el piloto automático, y muchos aceleradores automáticos pueden funcionar con un motor apagado. Sin embargo, puede haber margen de mejora en áreas específicas, pero tenga en cuenta que muchos de estos conjuntos de sensores redundantes ya están diseñados para tener menos de una falla completa por millón de horas de vuelo.

Algunos de los problemas no se prestan a una solución fácil: si está manteniendo la altitud y pierde los sensores de datos del aire, ¿cómo mide la altitud para mantener la altitud? Podría crear un nuevo submodo para vuelo nivelado basado solo en el IRS, pero esto sería muy complejo en comparación con la alternativa de volar a mano o simplemente ir a un modo básico de retención de cabeceo.

Claro, podría sortear estos escenarios peligrosos tomando más autoridad y volviendo mejor a los sistemas o modos básicos cuando algo falla, por ejemplo, acelerando en el campo cuando fallan ambos motores. O en el caso del vuelo 8501 de Indonesia que mencionó, obligar a una computadora de vuelo de respaldo a estar siempre encendida durante el vuelo y de alguna manera negarse a permitir que ocurra un giro peligroso en el momento en que se desconecta el piloto automático. Sin embargo, en todas estas situaciones, intentas burlar a los pilotos y tomar decisiones de ellos, lo cual es... complejo.

Algunos fabricantes otorgan al piloto autoridad total, otros limitan al piloto solo a lo que se sabe que es seguro. Si bien en mi experiencia, los ingenieros de aviónica están felices de pensar demasiado y tratar de hacer que sus sistemas sean a prueba de idiotas, este tipo de nuevos sistemas presentan muchas dificultades en las pruebas de factores humanos, mayor complejidad, etc., por lo que los cambios solo se realizan de forma incremental.

Hay algo de trabajo regulatorio del que soy consciente detrás de esto. Por ejemplo, los aviones están diseñados para ser predecibles y deterministas: la idea de escenarios no probados o código no determinista mantiene a las autoridades de certificación despiertas hasta altas horas de la noche. Esto limita el desarrollo a segmentos de vuelo y comportamiento modulares y mantenibles. También es más fácil certificar y entrenar para cambios incrementales que un rediseño completo, especialmente dado lo increíblemente complejo que es la aviónica moderna.