Domů » Články » Letání bez pilota: Xwing plánuje revoluci v letectví, první autonomní Cessna už létá

Letání bez pilota: Xwing plánuje revoluci v letectví, první autonomní Cessna už létá

Slyšeli jste už o startupu Xwing? Pravděpodobně ne, brzy se to ale možná změní. Firma vznikla v San Franciscu v roce 2016 s cílem věnovat se vývoji autonomního letectví. Postupem času se jí povedlo navázat spojenectví se známým výrobcem letecké techniky Bell, s nímž spolupracuje na projektu pro NASA. V květnu letošního roku pak startup získal investice v hodnotě 10 milionů dolarů, díky nimž chce firma najmout více lidí a rozšířit svou produkci.

Jejich nejzajímavějším produktem je v současnosti speciálně upravená Cessna Caravan, která dokáže létat bez zásahů lidského pilota. Koncept je však trochu jiný, než bychom si mohli myslet. Lidský faktor totiž úplně neodpadá, jen se přesouvá na zem.

Tak trochu jiná Cessna

Redaktoři serveru Wired měli možnost si automatický let vyzkoušet, byť pilot byl na palubě také. Xwing v současnosti používá 27 let starou Cessnu, která kdysi vozila funkcionáře OSN v jižní Africe. Nejde tedy o žádné supermoderní letadlo a kokpit vypadá asi o dost více analogově, než bychom si u „autonomního“ letadla představovali. Automatizované ovládání totiž zajišťuje přístroj umístěný v „břiše“ letadla, který fyzicky pohybuje táhly ovládání letadla.

Toto řešení má výhodu především v tom, že se inženýři z Xwing nemuseli pouštět do zásadní přestavby klíčových částí Cessny, která tak stále spoléhá na roky ověřená řešení. To má pomoci v jednání s FAA (Federální letecká správa) ohledně budoucí certifikace.

Xwing Tech Demo

Tímto způsobem je tedy zajištěno samotné strojové ovládání letadla. To ovšem není nic tak přelomového – větší letadla standardně většinu letu řídí autopilot, a to už desítky let. Mohlo by se tak zdát, že automatické létání funguje už vlastně nyní. Jenže jak poznamenává CEO Xwingu Marc Piette, automatizace letové fáze je pořád jen jeden z krůčků pro skutečně automatické létání.

xwing cessna stroj
Stroj mechanicky ovládající řízení Cessny (Zdroj: Phuc Pham/Wired)

Kupříkladu pojíždění po drahách letiště a vzlet jsou stále věci typicky prováděné manuálně. Přistávání už sice moderní letadla umí zvládnout sama, ovšem potřebují k tomu odpovídající vybavení na zemi. I tyto problémy lze nicméně řešit, minimálně po technické stránce.

Experimentální Cessna proto na křídlech nese lidary a trup je osazen soustavou kamer a klasických radarů. Letadlo tak dokáže číst značky na dráze a samostatně podle nich dojet na ranvej. Neustále také skenuje své okolí a dokáže rozpoznávat ostatní letadla a v případě potřeby se jim vyhnout.

Pilota eliminovat nelze, v letadle ale být nemusí

Jenže tím se stále neřeší asi největší systémová překážka, a tou je komunikace. I když budete mít ideální letadlo schopné provádět veškeré úkony automaticky, stále musíte dbát pokynů řízení letového provozu. A v tom je právě ten háček. Ať už jde o pohyb po letišti, nebo let v režimu autopilota, kdykoliv se může ozvat nějaký požadavek od řídích letového provozu, kterému musí pilot vyhovět – například tak, že přenastaví autopilota. Z tohoto důvodu je nyní v podstatě nemožné uvažovat o autonomních letadlech ve smyslu autonomních aut, protože by jednoduše se současnou koncepcí letectví nešlo zajistit bezpečnost.

xwing cessna caravan 13

Zde ovšem právě přichází Xwing se svým řešením. Mezilidskou komunikaci sice ve střednědobé budoucnosti v letectví nahradit nelze, kdo ale říká, že piloti musí být v letadlech? Xwing si představuje, že piloti budou sedět v pozemních řídících centrech, podobně jako operátoři vojenských dronů.

Odtud budou standardně komunikovat s řízením letového provozu. Instrukce pak na dálku předají „svému“ letadlu, které bude pokračovat v letu podle upravených požadavků. Samotné pilotování a související úkony tak zajistí počítače, hlavní slovo ale pořád bude mít člověk.

xwing cessna caravan 02

Výhoda tohoto řešení je zjevná. Piloti budou moci zvládnout více letů za den, teoreticky i více najednou. Ostatně řídící letového provozu také nemají na starost jediné letadlo. Filosofie je taková, že méně pilotů zvládne více letadel. To pochopitelně přináší zlevnění celého procesu a větší flexibilitu pro společnosti, které nebudou muset řešit přesuny personálu, povinné přestávky a podobně.

Co když se spojení přeruší?

V teorii zní popisovaná filosofie poměrně přímočaře a bezpečně. Je ale zjevné, že to platí jen do té doby, dokud má „pozemní pilot“ spojení s letadlem. To by se tedy za žádných okolností nemělo přerušit. Cathy Cahill z Ústavu pro integraci bezpilotních leteckých systémů Aljašské Univerzity říká, že spolehlivost tohoto spojení je také to první, co FAA při povolování těchto řešení zajímá.

xwing cessna caravan 14
Systém Detect&Avoid vyvíjený ve spolupráci s partnery

Cathy Cahill ví, o čem mluví. Její tým totiž provozuje drony, které dohlíží na důležitou infrastrukturu za polárním kruhem. Aby přesvědčili FAA, že mají opravdu robustní spojení s dronem i přes absenci vizuálního kontaktu, vsadili na trojité spojení. Dva komunikační kanály zajišťují různé typy rádiového spojení, třetí je pak řešen přes satelity Iridium. Obdobné řešení by bezpochyby šlo použít i u automatických letadel. Pravidla v letectví jsou však nastavena extrémně přísně. Samotná redundance by tak FAA k povolení asi nestačila. Je tak třeba mít i řešení pro případ, že selže veškeré spojení.

xwing cessna senzory
Tyto senzory na klasické Cessně nenajdete… (Zdroj: Phuc Pham/Wired)

Pro tyto účely Xwing s Bellem a finanční pomocí od NASA vyvíjí systém, který by zajistil, že se letadlo dokáže zcela autonomně vyhýbat ostatním letadlům, a i s dočasně přerušenou komunikací se bezpečně udrží ve vzduchu. Systém spoléhá na využití širokého spektra senzorů. Jde o radary, infračervené kamery, akustické senzory, i běžné „vizuální“ kamery.

V podstatě jde o řešení známé z autonomních aut. Na nebi je však výhodou, že nehrozí nepředvídatelné chování chodců a řidičů porušujících pravidla. Pro případné úhybné manévry navíc bývá zpravidla více času i prostoru.

Schválit, či neschválit?

Systém zapojené společnosti chtějí prezentovat na podzim tohoto roku. Cílem je ho nechat schválit u FAA. Všichni si nicméně uvědomují, že to nebude jen tak. Pravidla jsou mnohdy „psána krví“ a lze pochybovat o tom, nakolik budou úřady ochotné ve jménu inovace potenciálně ohrozit vysoký standard bezpečnosti. Podle Cathy Cahill se však i v tomto blýská na lepší časy. Dříve prý FAA na takové požadavky odpovídala „ani náhodou“, pak „ne“, později už „možná“, a teď už prý občas zazní i kladná odpověď. Minulý rok takto FAA udělila firmám UPS a Wing možnost provozovat malé bezpilotní drony určené pro transport krve a lékařských produktů.

xwing cessna caravan 09

Malé drony jsou však pořád něco jiného než klasické letadlo. Zde ovšem zástupci Xwing doufají, že by jim mohla pomoct volba Cessny Caravan. A opatrně souhlasí i Catherine Cahill, která říká, že by FAA mohla být otevřenější právě kvůli tomu, že zvolený letoun je roky ověřený dříč. Cessna Caravan se totiž vyrábí od poloviny osmdesátých let do současnosti. Postaveno už bylo skoro 3 000 ks. Letadla jsou oblíbená mimo jiné pro svou mechanickou jednoduchost a spolehlivost.

Komerční využití

CEO společnosti Xwing v současnosti pracuje na tom, aby pro dceřinou firmu Xwing získal licenci nákladní aerolinky. Původně sice nápad rozjížděli s tím, že by takto šlo transportovat turisty ze San Franciska do venkovských oblastí, časem nicméně přešli na realističtější a ekonomicky zajímavější projekt. Zde se opět dostáváme ke zvolenému typu letadla: Cessna Caravan v cargo verzi patří k nejčastěji používaným „cargo feederům“.

cessna caravan fedex
Cessna Caravan ve službách FedExu (Zdroj: aeroprints.com)

Jako cargo feeder jsou v USA označována letadla, resp. aerolinky, zajišťující transport balíčků a pošty z velkých letišť do menších městeček a venkovských oblastí. V rozlehlých USA jde o důležitý prvek v distribuci zásilek. Část letadel provozují přímo společnosti jako FedEx či UPS, většinou však tyto lety zajišťují malé regionální společnosti. A ty mají často problém sehnat piloty. Lety totiž bývají krátké, opakující se, a mezi piloty nejsou oblíbené. Tyto společnosti tak většinou slouží jen jako mezizastávka pro piloty, kteří potřebují nalétat určitý počet hodin, než se budou moci přesunout na větší letadla u velkých aerolinek.

Pro tyto firmy by tak využití flotily automatizovaných letadel s řízením ze země mohlo být značnou úlevou. Létání s nákladem navíc představuje menší riziko než létání s lidmi, takže by mohly být vstřícnější i úřady. Xwing by rádi po získání licence nakoupili několik dalších Cessen z druhé ruky a začali dopravovat zboží.

Při těchto letech by na palubě byl stále přítomen pilot, stejně jako u vyhlídkového letu pro redaktory Wired. Společnost by tak ale získala větší množství dat z „ostrého“ provozu. Ta by následně posloužila jak pro zlepšení vyvíjených systémů, tak pro jednání s FAA o umožnění skutečně bezpilotních letů.

Naděje na úspěch?

Zdá se, že Xwing má vcelku promyšlené a realistické plány. Partnerství s Bellem a NASA navíc dodává jejich snahám určitou vážnost při komunikaci s úřady, kterou by jinak experimentální startup asi hledal těžko. Jistá naděje na úspěch tak je.

xwing cessna caravan sef
Marc Piette, CEO společnosti Xwing

Sám šéf společnosti nicméně ví, že letectví nemá rádo revoluce. Podle slov akademičky Cahill pak nelze předpokládat, že by FAA umožnila bezpilotní lety tohoto ražení dříve, než za pět až deset let. Je totiž třeba také vyvinout odpovídající komunikační infrastrukturu, která bude dostatečně spolehlivá, ale také zabezpečená před hackery, jejichž útok by mohl být v tomto případě skutečně katastrofální. Nutné bude také vypracovat tréninkové postupy pro „pozemní piloty“, stejně tak jako provést studie, na základě nichž se zjistí, kolik letadel najednou a za jakých podmínek může takový pilot bezpečně řídit.

Společnost Xwing je tak teď teprve v počáteční fázi dlouhého procesu s nejistým výsledkem. Jak dopadne můžeme leda spekulovat.

Tomáš Krompolc

Fanoušek Androidu, Googlu a moderních technologií. Rád si poslechne tvrdší hudbu a mezi jeho nejoblíbenější seriály patří ty z produkce Netflixu. V současné době je spokojeným majitelem telefonu OnePlus 6.
Sledování diskuze
Upozornit na
guest
1 Komentář
nejstarší
nejnovější nejlépe hodnocené
Inline Feedbacks
View all comments