Automatyzacja nie tylko w samochodach
Samolot pasażerski pilotowany bez udziału człowieka odbył już kilkanaście miesięcy temu swój pierwszy próbny lot z miejscowości Warton w angielskim hrabstwie Lancashire na lotnisko w szkockim Inverness.
Jak podkreślają przedstawiciele konsorcjum ASTRAEA, prowadzącego testy bezzałogowej maszyny pasażerskiej, 800-kilometrowy lot miał miejsce w cywilnej przestrzeni powietrznej.
W rzeczywistości na pokładzie odrzutowca był pilot, który brał czynny udział w starcie maszyny. Następnie usiadł w miejscu dla pasażera i przekazał sterowanie operatorowi na ziemi.
Za sterami znalazł się znów podczas lądowania. Testowy samolot typu "biznesowy jet" z dziewiętnastoma miejscami, ochrzczony przez media "dronelinerem", czeka jeszcze wiele prób, gdyż oczywiście docelowo przewiduje się, że także najtrudniejsze manewry, jak start i lądowanie, będą odbywać się bez udziału pilota.
Eksperci twierdzą, że w miarę postępującej automatyzacji procesów zachodzących na pokładzie, właśnie niejasna granica pomiędzy odpowiedzialnością człowieka i maszyny coraz częściej staje się przyczyną zagrożeń bezpieczeństwa lotów cywilnych. Wbrew pozorom odpowiedzią na tę sytuację wcale nie musi być powstrzymywanie technologii automatycznego pilotażu, tylko coś dokładnie odwrotnego - całkowita eliminacja człowieka za sterami na pokładzie (1).
Serwis Planecrashinfo.com podaje, że historycznie rzecz biorąc, błędy ludzkiej załogi były przyczyną co najmniej połowy wypadków lotniczych. Czy zatem zastąpienie ludzi automatami, zmniejszy liczbę katastrof o połowę? Trudno ukryć, że linie lotnicze byłyby zachwycone taką zmianą. Gdyby się dało, zapewne wprowadziłyby ją natychmiast, z satysfakcją licząc oszczędności na płacach, szkoleniach, a nawet niższe koszty paliwa.
Oczywiście, dużo mniej przekonani do bezzałogowych maszyn są pasażerowie. Zdaniem ekspertów, jest to jednak lęk irracjonalny. Prawda jest bowiem taka, że już obecnie piloci rzadko ingerują w pracę automatycznych systemów kontroli. Mogą one przejąć maszynę tuż po oderwaniu się od ziemi i doprowadzić ją do bezpiecznego lądowania na lotnisku docelowym.
Wszystko idzie gładko, jeśli nie zachodzą żadne nadzwyczajne lub ekstremalne okoliczności. W przypadku uszkodzeń konstrukcji samolotu lub gwałtownych zjawisk atmosferycznych komputery pokładowe potrafią bowiem nieoczekiwanie zrzucać całość zadań na pilotów.
Gdyby jednak projektować i programować je tak, aby sprawdzały się nie tylko w sytuacjach, gdy wszystko przebiega normalnie, jak to dzieje się obecnie, ale również radziły sobie ze zdarzeniami nadzwyczajnymi? Miałoby to sens, choćby ze względu na szybkość reakcji. U człowieka o dobrym refleksie od bodźca do akcji w najlepszym razie przebiega pół sekundy. Komputer potrzebuje na to samo milisekund.
Automatyczna kolej - to już dziś
Pociągi z natury rzeczy lepiej nadają się do bezzałogowych i autonomicznych technologii niż auta, o samolotach nie wspominając. Poprzez tory i trakcje są bowiem przywiązane do określonych tras i raczej nie ma obaw, że zjadą w niezbadany teren. Pociągi bez maszynistów nie są też wielką nowością. Od lat w wielu miejscach na świecie kursują jako kolejki, wagoniki metra itp.
Mniej znane i stosunkowo świeże są natomiast pomysły wielkoskalowych zautomatyzowanych magistrali kolejowych. Np. wielkie przedsiębiorstwo Rio Tinto, zajmujące się wydobyciem rudy żelaza, operuje własną, liczącą łącznie 1700 km, siecią kolejową w Australii. Pociągi towarowe dostarczają urobek z 15 kopalni w głębi kraju do portów morskich na wybrzeżu. Niedawno firma wydała 500 mln dolarów na wyposażenie swoich lokomotyw w radary, czujniki i technologie mapujące.
Pierwsze bezzałogowe jazdy próbne zakończyły się pod koniec 2014 r. pełnym sukcesem. W drugiej połowie tego roku 41 bezzałogowych pociągów firmy Rio Tinto ma rozpocząć regularne kursy. W indyjskim mieście Amritsar w Indiach powstanie z kolei największy na świecie miejski, bezzałogowy system transportu. System Personal Rapid Transport znany jest już z lotniska Heathrow w Londynie, ale w Indiach dostanie znacznie ambitniejsze zadania.
Będzie musiał przewieźć 100 tys. osób dziennie między centrum miasta, stacją kolejową i Złotą Świątynią, najważniejszym obiektem kultu religijnego Sikhów. Umieszczony na estakadach system, kilka metrów nad głowami pieszych (2), ma składać się z pojedynczych, samobieżnych wagoników, które każdy będzie mógł przywołać za naciśnięciem przycisku. Dzięki wyniesieniu wagoniki będą mogły swobodnie poruszać się w ciasnej zabudowie, zmniejszając zakorkowanie miasta.
Trzeba było sięgnąć po takie nietypowe rozwiązania, gdyż zgodnie z szacunkami w każdym momencie w mieście znajduje się ok. pół miliona turystów i pielgrzymów. Maksymalna liczba 200 wagoników będzie mogła przewieźć ok. 12 tys. osób na godzinę. Na trasie o długości ponad trzech kilometrów znajdzie się siedem stacji.
Turyści będą też mogli podjechać pod samą Złotą Świątynię, do której obecnie można się zbliżyć tylko na piechotę lub rikszą, bo zanieczyszczenie powietrza niszczy ściany zabytku. Kolejka ma być oddana do użytku do listopada tego roku.
Całkiem podobna do indyjskiej jest koncepcja wagonikowej kolei automatycznej Project arc (3) pomyślana dla metropolitarnego rejonu Detroit. W świetle jednak informacji o upadłości dawnej stolicy przemysłu samochodowego, nie ma pewności czy coś takiego kiedykolwiek powstanie. Jeszcze bardziej futurystyczny, wiszący na estakadach, węzeł kolejki magnetycznej ma powstać na terenie kampusu izraelskiej Israel Aerospace Industries (IAI).
Projekt opracowany został przez firmę SkyTran (4) i należy do najodważniejszych przedsięwzięć tego typu na świecie. Innowacyjna ma być nie tylko konstrukcja ale również zasada działania kolejki. Zamiast bowiem "chodzącej według rozkładu" kolei, będzie to system umożliwiający zamawianie za pomocą smartfonu wagoników przez pojedynczych pasażerów.
Maksymalna prędkość ma wynosić 72 km/godz. Budowa kolejki na obszarze kampusu będzie dopiero początkiem całego przedsięwzięcia. W planie są projekty komercyjne obejmujące miasta, w pierwszej kolejności Tel-Aviw. Takie systemy będą nieuchronnie powstawać, choć trzeba się liczyć z wieloma przeszkodami, nie tylko technologicznymi. Np. kolejarze i ich związki zawodowe z pewnością nie będą patrzeć spokojnie na likwidację swoich miejsc pracy.
Mimo to na terenie Europy trwają prace nad stworzeniem systemu zarządzania ruchem kolejowym, znanego pod skrótem ERTMS. Sam system nie musi koniecznie opierać się na ruchu bezzałogowych pociągów, jednak stwarza dobrą platformę do takiego rozwiązania.
ERTMS przewiduje cztery poziomy kontroli ruchu. Poziomy od zera do dwóch opierają się na tradycyjnych wzorcach, w tym znakach i zwrotnicach. Poziom trzeci pozwala już jednak na samolokalizację pociągów za pomocą GPS-u i układu czujników, a także na sterowanie za pośrednictwem sieci mobilnej. Wprowadzenie tej idei w życie stanowiłoby już pierwszy krok w kierunku autonomicznego transportu kolejowego.
Bezzałogowe metro w Krakowie?
Okazuje się, że być może i w Polsce zagości w dającej się przewidzieć przyszłości zautomatyzowana, bezzałogowa kolej. A dokładniej - metro. A jeszcze dokładniej - premetro, bo właśnie do tej kategorii zalicza się koncept podziemnej (lub nadziemnej) komunikacji dla Krakowa, rekomendowany przez naukowców z Akademii Górniczo-Hutniczej.
Referat dotyczący krakowskiego metra został opracowany w Katedrze Geomechaniki, Budownictwa i Geotechniki AGH przez byłego rektora tej uczelni prof. Antoniego Tajdusia i prof. Marka Całę. Zaprezentowano go podczas konferencji naukowo-technicznej w Politechnice Krakowskiej.
Premetra, czyli rozwiązania pośrednie pomiędzy klasycznym metrem a szybkim tramwajem, działają z powodzeniem w 16 miastach Unii Europejskiej, a ich odmiany bezzałogowe spotykamy m.in. w Kopenhadze (5), Brukseli, Lozannie, Paryżu, Lyonie, Turynie, Mediolanie, Barcelonie czy Tuluzie.
Według danych przytoczonych przez naukowców proponujących u nas to rozwiązanie, Kraków jest drugim co do wielkości miastem w Polsce, z ok. 760 tys. mieszkańców. Stanowi też miejsce nauki dla blisko 200 tys. studentów. Miasto odwiedza ponadto od 8 do 10 mln turystów rocznie.
Codziennie przemieszcza się po Krakowie od 1,5 do 2 mln ludzi. Kolejka w stolicy małopolski składałaby się z części podziemnej, biegnącej przez stary zabytkowy obszar miasta, odcinków prowadzonych po powierzchni terenu oraz części nadziemnej, wiodącej po estakadach.
Docelowo składałoby się z trzech linii. Warunki do budowy części podziemnej na głębokościach 15 do maksymalnie 25 m są w Krakowie lepsze niż te panujące przy budowie metra w Warszawie. Koszt pierwszej linii miałby wynieść 7-9 mld zł.
Płyń po morzach i oceanach
Oskar Levander, szef działu inżynierów koncernu Rolls-Royce, w rozmowie z "Financial Times" powiedział, że jeśli rozwój bezzałogowców nadal będzie postępował w takim tempie, to w ciągu najbliższej dekady powinny pojawić się autonomiczne statki transportowe, które zajmą się przewożeniem towarów drogą morską.
Zdaniem inżyniera, największym wyzwaniem, oprócz samej kwestii sposobu zbudowania takiej jednostki, jest zapewnienie możliwości jej legalnego funkcjonowania.
Obecne przepisy nie uwzględniają bowiem istnienia tego rodzaju technologii, a więc należałoby stworzyć zupełnie nowe standardy. Levander uważa jednak, że zanim to nastąpi na globalną skalę, autonomiczne jednostki mogą zacząć działać znacznie wcześniej, choć w nieco mniejszym wymiarze.
Taką wizję zrobotyzowanej żeglugi między Europą a Ameryką Łacińską i Afryką proponują naukowcy i przedsiębiorcy z Niemiec, Norwegii, Szwecji, Islandii oraz Irlandii w ramach projektu MUNIN (Maritime Unmanned Navigation through Intelligence in Networks) finansowanego przez Unię Europejską (6).
Służący temu pomysłowi statek transportowy "Automat Seaways" powstanie pod okiem inżynierów z koncernu Rolls-Royce - czołowego producenta silników okrętowych. Dzięki zastosowaniu bezzałogowych jednostek morskich można liczyć na spore korzyści i oszczędności.
Przede wszystkim na redukcji zatrudnienia personelu. W przypadku największych kontenerowców koszty załogi wynoszą dziś 44% wszystkich kosztów operacyjnych. Statki muszą więc pływać szybciej, by ograniczyć czas w podróży, przez co zużywają więcej paliwa.
Pływanie bezzałogowe będzie zatem nieco wolniejsze i tańsze. Oczywiście, trudno wyobrazić sobie całkowite wyeliminowanie ludzi. Statki są po prostu zbyt wielkie i ciągle wymagają napraw czy kontroli.
Bezzałogowce zdolne do autonomicznego rejsu, na dodatek napędzane energooszczędnymi silnikami, których głównym źródłem mocy byłaby kombinacja sił wiatru, słońca i skroplonego gazu, niezwykle obniżyłyby koszty transportu morskiego i przy tym zmniejszyły emisję gazów cieplarnianych. Projekt o nazwie Vindskip (7), stworzony przez Norwega Terjego Lade, wykorzystywać ma przede wszystkim siłę wiatru.
Czymś w rodzaju żagla ma być tu kadłub jednostki. Oczywiście, jak przewiduje konstruktor, na wiatr jako źródło napędu liczyć można tylko na otwartych wodach. W mniejszych akwenach, w drogach wodnych czy w portach do przemieszczania się i manewrowania służyć ma silnik napędzany skroplonym gazem (LNG).
Dzięki kombinacji napędu wiatrowego i gazowego zużycie paliwa w Vindskip ma być przeciętnie o 60% niższe niż w jednostkach tradycyjnych o porównywalnej wyporności. Emisja dwutlenku węgla zostanie zaś zmniejszona o 80%.
