Symulator nowej generacji pomoże szkolić kontrolerów na lotnisku

Naukowcy z Politechniki Wrocławskiej we współpracy z Polish Airports Academy opracują system szkoleniowy z wykorzystaniem sztucznej inteligencji i wirtualnej rzeczywistości. Ma on poprawić skuteczność kształcenia operatorów kontroli bezpieczeństwa.

Projekt „Hybrydowy symulator integrujący rzeczywisty i wirtualny świat do szkolenia operatora kontroli bezpieczeństwa w porcie lotniczym z zastosowaniem autonomicznego trenera opartego o agenta sztucznej inteligencji” otrzymał niemal 8 mln zł dofinansowania z Narodowego Centrum Badań i Rozwoju w ramach programu FENG – Ścieżka SMART dla konsorcjów.

Poprawić efekty szkolenia

Operatorzy kontroli bezpieczeństwa odgrywają obecnie kluczową rolę w zapewnieniu bezpieczeństwa w lotnictwie cywilnym, odpowiadając za kontrolę pasażerów, bagażu oraz ładunków i poczty.

Osoby, które zamierzają ubiegać się o uzyskanie uprawnień operatora kontroli bezpieczeństwa, muszą ukończyć specjalistyczne szkolenie oraz zdać egzamin przygotowany przez Urząd Lotnictwa Cywilnego. W jego trakcie sprawdzana jest m.in. umiejętność rozpoznawania przedmiotów wskazanych jako zabronione w transporcie lotniczym.  

– Obecne systemy szkoleniowe nie dają satysfakcjonujących rezultatów. Pomimo niskiego progu skuteczności wymaganej od kandydatów, odsetek osób zdających egzamin państwowy jest zbyt niski. Polskie lotniska borykają się przez to z systemowym niedoborem wykwalifikowanych pracowników na tych stanowiskach, a to stanowi istotne wyzwanie dla całej branży lotniczej – mówi dr inż. Tomasz Kisiel z Katedry Eksploatacji Systemów Technicznych, kierownik badań w projekcie.

Dlatego naukowcy z Politechniki Wrocławskiej we współpracy z firmą szkoleniowo-rekrutacyjną Polish Airports Academy chcą opracować prototyp autonomicznego systemu szkoleniowego dla operatora kontroli bezpieczeństwa w porcie lotniczym. Będzie on integrował symulator urządzeń do prześwietlania ładunków, pozwalający na szkolenie praktyczne z wykrywania przedmiotów zabronionych, ze środowiskiem wirtualnej rzeczywistości umożliwiającym symulację pozostałych procesów realizowanych w punkcie kontroli bezpieczeństwa.

Kursy z użyciem AI i VR

W ramach projektu zespół badaczy z Wydziału Mechanicznego, wykorzystując technologię sztucznej inteligencji, chce zidentyfikować czynniki wpływające na niską skuteczność wykrywania przedmiotów zabronionych, a także opracować metodykę indywidualnego szkolenia, dostosowanego do potrzeb kandydatów.

– Wprowadzenie AI do procesu kształcenia zrewolucjonizuje przygotowanie operatorów, redukując potrzebę angażowania instruktorów w szkolenia teoretyczne i praktyczne. Przeniesienie nauki do środowiska wirtualnego, gdzie agent AI będzie indywidualnie identyfikował i wzmacniał słabsze obszary kompetencyjne kursanta, zwiększy skuteczność szkoleń, a to przełoży się na wyższą zdawalność egzaminów – podkreśla dr Kisiel.

Okazuje się, że obecnie sporym problemem w trakcie realizacji szkoleń, jest brak praktycznych zajęć związanych na przykład z przeprowadzania kontroli u osób z ograniczeniami ruchowymi, pasażerami z innych kultur czy tzw. pasażerami „trudnymi”, co znacząco ogranicza ich efektywność.

Dodatkowo niektóre elementy kursów przygotowawczych, takie jak kontrola manualna bagażu czy pasażera, są przeprowadzane w specjalnych treningowych punktach kontroli bezpieczeństwa, co naraża ośrodki szkoleniowe na dodatkowe koszty. Wymaga to bowiem zakupu bardzo drogich urządzeń, zorganizowania własnego punktu do szkolenia lub wynajęcia dostępu do punktu kontroli bezpieczeństwa w wybranym porcie lotniczym.

– Dzięki technologii VR możliwe będzie odwzorowanie różnorodnych scenariuszy, które będą wiernie oddawać warunki rzeczywiste, pozwalając uczestnikom szkoleń na przećwiczenie odpowiednich umiejętności w interaktywnym środowisku – wyjaśnia dr hab. inż. Artur Kierzkowski, prof. uczelni z Wydziału Mechanicznego. – Wykorzystanie wirtualnej rzeczywistości stanowi przełom w podejściu do szkoleń, ponieważ umożliwia symulowanie sytuacji, które w tradycyjnych warunkach byłyby trudne lub niemożliwe do odtworzenia. Dzięki temu uczestnicy będą mogli pracować nad koniecznymi w pracy umiejętnościami w kontrolowanych warunkach – dodaje.

Innowacyjny system, efektywna współpraca

W ramach badań naukowcy z PWr planują również wprowadzenie autorskiego, interaktywnego modelowania ładunków lotniczych. Zamiast losowego rozmieszczania przedmiotów zabronionych na gotowych obrazach, pobranych z systemu rzeczywistego, analizowane będą mechanizmy ich ukrycia w różnych warstwach, pod różnym kątem oraz z wykorzystaniem materiałów o zróżnicowanej gęstości.

– Badane będą zjawiska wpływające na trudność w ocenie takich obrazów. Sterowanie tymi mechanizmami w trakcie sesji szkoleniowych, umożliwi dynamiczne zarządzanie poziomem trudności szkolenia, a to wpłynie na systematyczny wzrost umiejętności kursantów – tłumaczy prof. Kierzkowski.

Wyniki zostaną wykorzystane przez Polish Airports Academy do badań przemysłowych nad opracowaniem i wytrenowaniem agenta sztucznej inteligencji do autonomicznego szkolenia operatorów, który będzie odpowiadał za indywidualne podejście w szkoleniu, biorąc pod uwagę słabe strony i aktualny poziom wiedzy kandydatów. Następnie przeprowadzone zostaną testy prototypu w warunkach laboratoryjnych i zbliżonych do rzeczywistych, a wszystko po to, by zoptymalizować jego działanie.

– Największym wyzwaniem będzie osiągnięcie wysokiej zdawalności wśród kandydatów. Dla nas będzie to potwierdzenie, że system przynosi lepsze rezultaty, niż obecnie stosowane metody – dodaje prof. Kierzkowski.

W skład zespołu badawczego, poza dr. Kisielem i prof. Kierzkowskim, wchodzą dr hab. Agnieszka Tubis, prof uczelni, dr inż. Anna Jodejko-Pietruczuk, dr inż. Franciszek Restel, dr inż. Jacek Ryczyński, dr inż. Łukasz Wolniewicz, mgr inż. Szymon Haładyn i mgr inż. Ewa Mardeusz (wszyscy z Wydziału Mechanicznego).

Badania rozpoczną się 1 grudnia i potrwają do 30 listopada 2028 r. Koszt całego projektu to blisko 10,7 mln zł. Wysokość grantu przyznanego na jego realizację przez NCBiR to niemal 8 mln zł.