Obiettivi principali del progetto
La rapida diffusione dell’automazione e dell’Intelligenza Artificiale (AI) sta accelerando l’adozione di sistemi autonomi in numerosi settori industriali. Questo fenomeno, noto come digitalizzazione, sta trasformando profondamente anche il mondo dell’aviazione. In un contesto caratterizzato da una crescente complessità dell’intero ecosistema aeronautico — che include aeromobili, controllo del traffico aereo (ATC) e aeroporti — la digitalizzazione introduce soluzioni innovative sotto forma di Assistenti Digitali (Digital Assistants, DA). Questi sistemi, operando in sinergia con gli esseri umani (piloti, controllori del traffico aereo e operatori aeroportuali), supportano l’esecuzione delle attività operative, contribuendo a garantire sicurezza ed efficienza economica anche in scenari complessi.
Il consorzio JARVIS, guidato da Collins Aerospace, ha l’obiettivo di sviluppare e validare tre soluzioni per la gestione del traffico aereo (ATM):
- un Assistente Digitale di bordo (AIR-DA, livello di maturità tecnologica TRL4),
- un Assistente Digitale per il controllo del traffico aereo (ATC-DA, TRL4)
- un Assistente Digitale aeroportuale (AP-DA, TRL6).
L’AIR-DA è progettato per aumentare il livello di automazione nella cabina di pilotaggio e, grazie a funzionalità basate su AI, rappresenta un elemento abilitante verso operazioni con equipaggio ridotto e, in prospettiva, con un solo pilota. La sua adozione consentirà ai piloti di gestire scenari complessi senza compromettere sicurezza e protezione, riducendo al contempo il carico di lavoro.
L’ATC-DA incrementerà il livello di automazione nelle torri di controllo, con benefici sia sugli indicatori ambientali sia sulla gestione della capacità dello spazio aereo, grazie all’impiego di tecnologie basate su AI.
Infine, l’AP-DA aumenterà il livello di automazione negli aeroporti, migliorando sicurezza e protezione, in particolare nei contesti di rilevamento di intrusioni.
L’introduzione di tecnologie basate su AI nell’ecosistema aeronautico rappresenta un’opportunità significativa, ma comporta anche importanti sfide. Il progetto JARVIS affronta tre aspetti chiave comuni ai tre Assistenti Digitali: (i) progettazione di AI affidabile (“assured AI”), per garantire algoritmi decisionali trasparenti, spiegabili, sicuri ed etici; (ii) Human-AI Teaming, per sviluppare soluzioni centrate sull’essere umano e massimizzare la collaborazione tra operatori e sistemi autonomi; (iii) gestione dei big data e infrastrutture cloud, necessarie per supportare il passaggio da architetture centralizzate a modelli distribuiti edge-to-cloud.
Attività CIRA nel progetto
Nel contesto del progetto JARVIS, il CIRA ha ricoperto un ruolo chiave nello sviluppo e nella validazione dell’ATC Digital Assistant (ATC-DA), articolato nelle seguenti attività principali:
- Leadership della Soluzione 0365, con responsabilità sullo sviluppo e sulla validazione a livello TRL4 dell’ATC-DA, l’assistente digitale a supporto del controllo del traffico aereo.
- Progettazione e realizzazione della funzionalità di Conflict Resolution Advisor all’interno dell’ATC-DA, basata su algoritmi di Intelligenza Artificiale, in particolare tecniche di Reinforcement Learning, per la generazione di soluzioni operative di risoluzione dei conflitti tra aeromobili. L’attività ha incluso lo sviluppo del relativo prototipo software e la sua integrazione con i sistemi di supporto al controllo del traffico aereo forniti da Leonardo ed ENAV.
- Validazione della soluzione mediante simulazioni in tempo reale con approccio human-in-the-loop, coinvolgendo controllori del traffico aereo presso i laboratori ENAV di Ciampino (Roma).
- Contributo alle attività di ricerca trasversali del progetto nei domini dell’AI Assurance e dello Human-AI Teaming.
- Conduzione di un’attività di ricerca nell’ambito dell’AI Assurance, in collaborazione con EASA, focalizzata su tecniche di generalizzazione nei modelli di Reinforcement Learning, finalizzata al miglioramento della robustezza e dell’affidabilità delle prestazioni in scenari operativi complessi e variabili.
Informazioni generali sul progetto
Programma di Finanziamento: HORIZON-JU-RIA - HORIZON JU Research and Innovation Actions
Data di inizio: 01/06/2023; Data di chiusura: 31/05/2026
Ente coordinatore: Collins Aerospace Ireland, Limited
Partners: DeepBlue, NAIS, CIRA, NLR, Indra, ENAIRE, CRIDA, Athens International Airport, AIRBUS, DLR, ENAV, Leonardo, Boeing, ENAC, EUROCONTROL, Swedavia Airports
Sito web ufficiale: https://www.sesarju.eu/projects/JARVIS
Contatto CIRA: Gabriella Gigante, g.gigante@cira.it