مستقبل عمليات التصديق على الطائرات التجارية المستقلة

التحديات العالمية في مجال المواءمة

إن الطائرات المستقلة ذاتيا هي بطبيعتها طائرة دولية، ومن المؤكد أن طائرة مصدق عليها في بلد ما سترغب في السفر عبر الحدود، مما يخلق حاجة ملحة إلى تحقيق المواءمة العالمية، وقد بدأت منظمة الطيران المدني الدولي العمل على مجموعة من المبادئ الرفيعة المستوى للطيران المستقل، ولكن التقدم بطيء، إذ إن المواقف الثقافية المتفاوتة إزاء المخاطر، ومستويات مختلفة من النضج التكنولوجي، والمصالح الاقتصادية المتنافسة كلها تسهم في صعوبة التوصل إلى توافق في الآراء.

وفي غياب المعايير العالمية، قد يواجه المصنعون عملية مكلفة ومستهلكة للوقت تتمثل في التماس الحصول على شهادة منفصلة من كل سلطة وطنية، مما قد يؤخر نشر طائرات مستقلة كل سنة ويحد منها إلى الطرق المحلية، ومن أجل معالجة ذلك، فإن مجموعات الصناعة مثل التحالف العالمي للطيران المستقل ذاتياً ] تضغط على اتفاقات الاعتراف المتبادل، التي تكون بموجبها شهادة وكالة الفضاء الأوروبية (مثلاً)

منهجيات الابتكار في مجال إصدار الشهادات

ونظرا للقيود التي تفرضها النهج التقليدية، بدأت تظهر منهجيات جديدة لتوثيق الطائرات المستقلة، وهي تستغل نفس التكنولوجيات التي تجعل الطيران المستقل ممكنا - المحاكاة، وتحليل البيانات، والرصد المستمر - من أجل إيجاد عملية تصديق أكثر دينامية وقائمة على الأدلة.

الاختبار المستند إلى المحاكاة: الأساس الرقمي

إن اختبار الطيران المادي مكلف ومستغرق زمنيا ومحدود في جوهره في قدرته على استكشاف الحالات الحادة، وقد تحتاج طائرة مستقلة إلى إظهار سلوك آمن في سيناريوهات لا تحدث إلا مرة واحدة في غضون بليون ساعة طيران - مثل ضربة الطيور المتزامنة وفشل النظام العالمي لتحديد المواقع، والطريقة العملية الوحيدة لاختبار مثل هذه الأحداث النادرة هي المحاكاة العالية الصفة.

ويمكن لبيئة المحاكاة الحديثة أن تُضفي نموذجاً على كل شيء من الفيزياء الجوية إلى التدخل في الترددات الراديوية في سلوك الطائرات الأخرى، وبإدارة ملايين الرحلات المحاكاة، يمكن للمطورين جمع أدلة إحصائية على السلامة، ويتمثل السبب في أن هذه المحاكاة يجب أن تكون ] مُثبتة لضمان تمثيلها بدقة للعالم الحقيقي.

ومن الأساليب الواعدة التحقق الرسمي ، حيث تستخدم الأدلة الرياضية لضمان أن يكون النظام يتصرف في حدود معينة، فعلى سبيل المثال، يمكن لأداة التحقق الرسمية أن نظام التغاضي عن الاصطدام لن يسمح أبدا للطائرة بانتهاك مسافة حد أدنى من الفصل، وفي حين أن التحقق الرسمي لا يمكن بعد أن يُثبت أن هذه المقاييس الفرعية مطبقة على شبكات الظواهر العميقة.

التوثيق التدريجي والنموذجي

ويعتبر النهج " الشامل أو لا شيء " - الذي يسعى إلى الحصول على شهادة لطائرة مستقلة تماما في خطوة واحدة - غير عملي، بل إن السلطات والمصنعين يلتقيون على نموذج من نماذج التصديق التدريجي ، وبموجب هذا النموذج، يجري العمل تدريجيا على أداء مهام مستقلة، مع التصديق على كل قدرة جديدة بصورة منفصلة قبل أن تدمج في مجملها.

For example, a cargo aircraft might first beified for autonomous taxiing, then for autonomous takeoff, and finally for autonomous landing. each phase would require its own set of tests and approvals. This approach has several advantages:

• It builds operational experience and public confidence over time.
• It allows regulators

  ويمتد هذا المبدأ إلى هيكل النظام، وتقسم برمجيات الطائرات ومعداتها إلى وحدات محددة جيدا، كل منها يحتاج إلى الأمان الخاص به وأساليب التحقق، وقد يكون نموذجاً مسؤولاً عن مراقبة المحرك، على سبيل المثال، معتمداً باستخدام الأساليب التقليدية للتحكم في المركبات، لأنه لا ينطوي على التعلم، وفي الوقت نفسه، يمكن التصديق على وحدة الرؤية القائمة على أساس التنفيذ باستخدام المصادقة الإحصائية والتحقق الرسمي.

  الرصد المستمر والتحديثات الداخلية

  ومن بين أهم التحولات في فلسفة التصديق التحرك نحو الرصد المستمر ]، والشهادة التقليدية هي أساساً صورة سريعة في الوقت المناسب: إذ يجب أن تُصَدَّد الطائرة مرة واحدة ثم أن تُصَبَق على ذلك المعيار الأصلي، ولكن النظم المستقلة، ولا سيما تلك التي تستخدم التعلم الآلات، قد تحتاج إلى تحديث متواتر عندما تصبح البيانات الجديدة متاحة أو تُكشف التجربة التشغيلية عن نقاط ضعف غير معروفة في السابق.

  يقوم المنظمون باستكشاف إطار لـ الاستمرار في صلاحية الطيران ] تحديداً لـ "AI" تحت هذا النموذج، ستكون الطائرة مجهزة بشاشات على متن الطائرة تتبع أداء شركة AI في الوقت الحقيقي، وإذا اكتشف المراقب أن قرارات شركة AI تبتعد عن السلوك المتوقع، مثلاً بسبب تدهور جهاز الاستشعار أو تغيرات في بيئة التشغيل التلقائية

  ويتطلب هذا النهج نوعا جديدا من التصديق على الأثر: قضية السلامة ، بدلا من وثيقة ثابتة تثبت السلامة في مرحلة زمنية واحدة، فإن قضية السلامة هي حجة حية يجري تحديثها باستمرار مع البيانات التشغيلية، وتُصدق على الطائرة أن تعمل ما دامت قضية السلامة صالحة، وإذا ثبت وجود تفاوت كبير في نوعية هذه القضية، فإن هذه القضية قد تُحل.

  الآثار الصناعية: الفائزون والمفقودون والسيزميون

  وسيكون لتطور عمليات التصديق عواقب بعيدة المدى على كل لاعب في النظام الإيكولوجي للطيران - المصنّعين، والخطوط الجوية، والمنظمون، والمؤمنون، والجمهور المسافر.

  المصانع: ارتفاع تكنولوجيا الطيران المتكاملة بشكل كبير

  أجهزة تكييف الهواء التقليدية مثل بوينغ وطائرات الطائرات لديها خبرة كبيرة في هندسة النظم وإصدار الشهادات، لكنها أقل إلماماً بعالم الآي، والتعلم الآلي، والتطوير الذي تحركه البيانات، وسيفضل المشهد الجديد للشركات التي يمكنها سد هذه الفجوة، ومن المرجح أن نرى موجة من الشراكات بين أجهزة التشغيل وعمالقة التكنولوجيا، على سبيل المثال، تعاون شركة بوينج مع شركة أمازون لخدمات الإنترنت في مجال الطيران

  وقد يكافح صغار البدء المتخصصين في الرحلات الجوية المستقلة بتكلفة التصديق وتعقيده، غير أن النهج النموذجي يتيح فتحا: يمكن أن يركز البدء على التصديق على نموذج واحد، مثل نظام الهبوط القائم على الرؤية، ثم بيع تلك الوحدة إلى أكبر المنتجين، مما قد يخلق نظاماً إيكولوجياً نشطاً مكوناً من عناصر معتمدة في مجال الصناعات التحويلية، على غرار الطريقة التي تعتمد بها صناعة الهواتف الذكية على رقائق وأجهزة الاستشعار المصدق عليها.

  الخطوط الجوية: تكاليف العمل والتدريب ونماذج الأعمال الجديدة

  وبالنسبة للخطوط الجوية، فإن أكثر المنافع مباشرة للطائرات المستقلة هي إمكانية تخفيض تكاليف العمل، وتمثل مرتبات الطيارين جزءا كبيرا من مصروفات التشغيل، وخاصة بالنسبة للرحلات الجوية الطويلة الأجل التي تتطلب أطقم متعددة، ويمكن أن يؤدي نقل طاقم الطائرة إلى تخفيض تكاليف التشغيل المباشرة بنسبة تقدر بـ 30 إلى 40 في المائة، وفقا لدراسة أجرتها الرابطة الدولية للنقل الجوي في عام 2023، ومع ذلك فإن هذه الوفورات ستقابلها تكاليف أعلى بالنسبة للنظم المستقلة ذاتيا.

  وسيتغير التدريب أيضاً تغيراً جذرياً، فبدلاً من تدريب طيارين على الطيران، سيتعين على شركات الطيران أن تدرب مشغلين عن بعد و] أن ترصد النظام الذين يمكن أن يتدخلوا في حالات الطوارئ، وسيكون التصديق على هؤلاء الأفراد في حد ذاته تحدياً تنظيمياً جديداً.

  المؤمنون: إعادة تحديد المخاطر والمسؤولية

  ستتأثر صناعة التأمين تأثرا عميقا بالطيران المستقل، وعندما تقع الحادثة، من المسؤول؟ شركة شركات الطيران التي نشرته؟ مطور بيانات التدريب؟ إن التأمين التقليدي للطيران يرتكز على مفهوم الخطأ التجريبي الذي يوفر سلسلة واضحة من المسؤولية، فالنظم المستقلة لا تطمس هذه الخطوط، وسيحتاج المؤمنون إلى نماذج اكتوارية جديدة لمواجهة مخاطر الأسعار.

  نحن بالفعل نشهد ظهور نماذج تأمينية ...

  قبول الجمهور: المهد الأول

  ولا يهم مدى قوة عملية التصديق، فإن نجاح الطيران التجاري المستقل يتوقف في نهاية المطاف على ثقة الجمهور، وتظهر الدراسات الاستقصائية باستمرار أن أغلبية المسافرين غير مرتاحة لفكرة الطيران في طائرة بلا طيار، ولا يمكن للشهادة وحدها أن تتغلب على هذه التشكيلة؛ ويجب أن تكون مصحوبة باتصال شفاف، وتعليم عام، وسجل ثابت للعمليات الآمنة.

  ومن المرجح أن تكون السوق المبكرة للطائرات التجارية المستقلة تماما عمليات الشحن، حيث لا يشارك فيها أي ركاب، كما أن الشركات مثل الروبوتات الموثوق بها و]Xwing]] تقوم بالفعل برحلات شحن مستقلة تحت تصاريح تجريبية خاصة، وبما أن هذه العمليات تدل على سلامة أكثر من آلاف الرحلات الجوية، فإن نطاق الثقة قد يبنى.

  كما أن الجهات التنظيمية ستؤدي دورا حاسما في تشكيل الرأي العام، وعندما تشهد القوات المسلحة الأنغولية أو الوكالة الأوروبية للطاقة الذرية على وجود طائرة مستقلة لخدمة الركاب التجاريين، فإن هذا الطابع من الموافقة ينطوي على وزن كبير، ويخبر الجمهور بأن النظام قد تم اختباره بدقة، وهو آمن - أو أكثر من - طائرة ذات طاقات بشرية، ولهذا السبب فإن الشهادات الأولى ستكون حذرة للغاية، وربما تتطلب فترة احتياطية من أجل لوحة المراقبة الأولية.

  أمن الفضاء الإلكتروني: مكنسة التوثيق المُغَرَّف

  طائرة مستقلة تماماً في صميمها شبكة حاسوبية متنقلة، ومن ثم فهي عرضة للهجمات الإلكترونية بطرق لا تكون بها الطائرات التقليدية، ويمكن أن يقوم هاكر بتصوير بيانات خاطئة في أجهزة الاستشعار التابعة لوكالة الطيران المدني الدولي، أو التلاعب بنظام الملاحة للطائرات، أو السيطرة على حاسوب الطيران نفسه، ولذلك يجب أن يتضمن التأشيرات متطلبات أمنية إلكترونية صارمة، تتجاوز بكثير المعايير القائمة [F-3T:56]

  والتحدي هو أن أمن الفضاء الإلكتروني هدف متحرك، وأن هناك أوجه ضعف جديدة تكتشف يوميا، وأن نظاما آمنا اليوم قد يكون غير آمن غدا، ولا يمكن أن يكون إصدار الشهادات حدثا غير متكرر؛ ويجب أن يشمل إدارة الضعف المستمرة .

  وهذا يخلق توترا مع عقلية الطيران التقليدية، التي تعتبر البرامجيات تتغير بشبهات شديدة، فالخطوط الجوية والمشغلين يعتادون على إغلاق تشكيلات البرامجيات وتجنب التحديثات للتقليل من المخاطر إلى أدنى حد، وفي عصر الحكم الذاتي، لم يعد هذا النهج قابلا للتصوير، وسيتعين أن تتطور عمليات التصديق لكي تشمل ثقافة التحسين الأمني المستمر، مع الحفاظ على معايير السلامة الصارمة التي تحدد الطيران.

  الاستنتاج: الطريق الطويل إلى التصديق

  ومستقبل التصديق على الطائرات التجارية المستقلة استقلالا كاملا ليس مقصدا واحدا بل رحلة مستمرة، بل يتطلب تعاونا وثيقا من المهندسين والمنظمين وشركات التأمين والجمهور، ويصبح الطريق إلى الأمام أكثر وضوحا: التحقق من المحركات، والتصديق التدريجي، والهيكلات النموذجية، والرصد المستمر، والتكامل العميق لأمن الفضاء الإلكتروني، وإمكانية التفسير.

  ومن المرجح أن تكون أول طائرة تجارية مستقلة تماماً مصدق عليها بدون طيار بشري على متن الطائرة قد قطعت عقداً أو أكثر، ولكن يجري إرساء الأسس اليوم، وتقوم منظمات مثل وكالة الفضاء الأوروبية ووكالة الطيران الاتحادية بإعادة كتابة كتاب القواعد بصورة نشطة، وتتجاهل الشركات مثل Daedalean و تحسين القدرات التكنولوجية .

  إن عملية التصديق على المستقبل لن تبدو كما هي عليه اليوم، بل ستكون أكثر مرونة وأكثر توجهاً نحو البيانات وأكثر تعاونية، بل ستعامل السلامة لا بوصفها ملكية ثابتة، بل كشرط دينامي يجب التحقق منه باستمرار، وستجعل في نهاية المطاف حلم الطيران التجاري المستقل استقلالاً كاملاً حقيقة واقعة، وستكون الرحلة طويلة، ولكن الوجهة تستحق الجهد.

  For further reading, see [FLT:]EASA's official AI roadmap and the FAA's guidance on software and AI certification. Industry perspectives can be found through the