Leistungsfähige Assistenzsysteme werden sowohl im Bereich der Flugsicherung wie auch bordseitig im Cockpit den Weg für eine effiziente und sichere Flugführung in einem zunehmend verkehrsreicheren Luftraum bei steigendem Autonomiegrad der beteiligten Luftraumteilnehmer ebnen. Zudem ist insbesondere im Bereich der Flugsicherung dem steigenden Fachkräftemangel zu begegnen.
Ziel bis 2035 / 2045:
Bordseitig können Assistenzsysteme beispielsweise zur Auswahl von Ausweichflughäfen, zur Unterstützung von kontinuierlichen, optimierten (und damit lärm- und klimaeffizienten) Sinkflügen oder einer zeitbasierten Staffelung dienen oder bei Routineaufgaben unterstützen. Neue Cockpitsysteme umfassen auch holografische Anzeigen und Gesten- oder Sprachsteuerung. Mittels augmentierter Außensicht, dargestellt beispielsweise durch ein Head-Up-Display, können die Wetterabhängigkeit reduziert und Landungen auch bei reduzierten Sichtbedingungen ermöglicht werden, sodass sich für die Airlines ökonomische Vorteile ergeben. Seitens der Flugsicherung können neue Systeme beispielsweise zeit- und klimaeffiziente Routen- und Ausweichempfehlungen geben und die Flugführung anhand von 4D-Trajektorien unterstützen. Es wird von einer steigenden Funktionalität und Autorität dieser Systeme ausgegangen, welche letztendlich eine vollumfänglichere Unterstützung der Flugführung in Form eines virtuellen Copiloten bis hin zur Remote-Steuerung durch einen Fernpiloten im single-pilot-Cockpit ermöglicht – sogenannte „Reduced Crew Operations“. Sowohl für den virtuellen Copiloten wie auch für die Remote-Unterstützung müssen dabei neben den operationellen Konzepten neue, innovative und vor allem sichere und benutzbare Mensch-Maschine-Schnittstellen entwickelt werden, um den gleichbleibend hohen Sicherheitsstandard der bemannten Luftfahrt zu gewährleisten. Dafür sind diese neuen Systeme von Beginn der Erforschung an einer Analyse hinsichtlich Ihrer Auswirkungen auf Humanfaktoren, wie Arbeitsbelastung und Situationsbewusstsein, auszusetzen und zu evaluieren.
Die Einbindung von KI im Rahmen der neuartigen Assistenzsysteme ermöglicht zudem die adaptive (also situationsangepasste/kontextspezifische) Unterstützung von Lotsen und Piloten, wobei sich hier insbesondere Probleme der Nachvollziehbarkeit (und damit verbunden der Flugsicherheit und der Akzeptanz) sowie der Cybersicherheit ergeben, welche durch Forschungstätigkeiten adressiert werden sollten. Eingesetzt werden können KI-Systeme beispielsweise im Bereich der oben erwähnten „Reduced Crew Operations“ als Assistenz- und Unterstützungssysteme oder im Rahmen von Sprach- oder Gestensteuerungen. Die neuen KI-Systeme müssen dabei in der Lage sein, robust und flexibel auf sich ändernde Umweltbedingungen (bspw. Wetter, andere Luftraumteilnehmer, Fehler und Ausfälle) zu reagieren. Dies stellt spezielle Anforderungen an das Training der verwendeten Modelle, wofür bspw. neuronale Netze der nächsten Generation entwickelt, trainiert und validiert werden müssen. Generell ist eine modulhafte, humanzentrierte und technologieoffene Entwicklung sowie die Sicherstellung standardisierter Schnittstellen anzustreben. Eine weitere Möglichkeit für die Einbindung von KI bietet sich im Bereich der Verkehrsprognosesysteme, welche einen Beitrag zur Erhöhung der Gate-to-Gate Kapazität leisten können, indem frühzeitig und verlässlich sowohl boden- als auch luftseitig Engpässe erkannt und Empfehlungen gegeben werden, oder bei der Optimierung von Flugrouten.
