Jorge Ontiveros, Controlador Aéreo.- Desde que la automatización “clásica” irrumpió en la cabina de los aviones y en el control aéreo, se ha consolidado como un aliado clave para la seguridad y la eficiencia de las operaciones de vuelo. Sin embargo, resulta insuficiente para los retos del futuro. El desarrollo actual de la inteligencia artificial promete un nuevo paradigma donde la IA no solo asiste al operador, sino que también anticipa, optimiza y colabora con él en tiempo real. Es la Automatización “Avanzada” y Sofía nos cuenta cómo la visualiza en esta cuarta entrega de la entrevista.
Trabajo en equipo
—Sofía, ¿cómo visualizas la Automatización Avanzada y cómo debería actuarse para que esos planes de trabajar en equipo que comentas pudieran llevarse a cabo evitando errores pasados?
—La mejor manera de visualizar la Automatización Avanzada es a través del concepto de “gemelo digital” del espacio aéreo…
—Primera vez que escucho ese término. Me sugiere algo como Matrix, la película de Keanu Reeves de los años 90 en la que lo que se percibía como “realidad” era en realidad una simulación.
—No te preocupes, que para eso tienes a tu socia.
—Eso es lo que me preocupa…
—¡Anda, anda! A ver. Imagina un sistema que pueda crear una réplica virtual en tiempo real de todo el espacio aéreo con sus restricciones. Esta réplica virtual o gemelo digital no solo se encargaría de mostrar dónde están todos los aviones, sino que también utilizaría agentes IA de Predicción y de Utilidad para:
1) “Anticipar”: Analizando la posición, la velocidad, el plan de vuelo y las condiciones meteorológicas que afectan a todos los aviones, predice con minutos de antelación cuándo se va a producir una situación de conflicto o congestión de tráfico.
2) “Optimizar”: En base a su «función de utilidad», el sistema evalúa múltiples soluciones —cambios de rumbo, de altitud o de velocidad, o una combinación de ellos— y presenta la opción más segura y eficiente ponderando factores como el consumo de combustible, la comodidad de los pasajeros y la reducción de la contaminación.
3) “Colaborar”: En lugar de limitarse a lanzar una alarma como haría la automatización «clásica», el sistema te diría: «Atención, conflicto en XX minutos en coordenadas XYZ. La solución óptima para evitarlo es un ascenso/descenso de Xmil pies para el vuelo XYZ1234«.
En la cabina, el piloto tendría un sistema similar —CDTI + ACAS, por ejemplo— que no solo ejecutaría órdenes directas de la tripulación, sino que también sugeriría en tiempo real la acción más conveniente, ayudando a tomar decisiones en segundos que hoy requieren más tiempo.
En este “modelo” el ser humano, ya sea piloto o controlador aéreo, sigue siendo quien toma la decisión final. La IA es el “copiloto proactivo” que presenta la mejor opción. Pero el criterio, la decisión y la responsabilidad siempre recaerán en la parte humana del equipo.
—Todo muy ideal. Si te parece, el tema de la responsabilidad en caso de incidentes graves lo vamos a dejar fuera de nuestra conversación de hoy, porque si utilizando Inteligencia Artificial sigue habiendo incidentes graves apaga y vámonos. Continúa con la segunda parte de mi pregunta, por favor.
La interacción Tierra-Aire
—Para que todo funcione “en equipo” sería imprescindible, como has planteado antes, la interacción técnica entre el control aéreo y la cabina de los pilotos. Ya sabemos, que a lo largo de la historia de la aviación ha habido momentos de «desincronización» entre el desarrollo de los aviones, el aumento del tráfico aéreo, la capacidad del espacio aéreo y de los aeropuertos, y la capacidad técnica de los sistemas de tierra que apoyaban las operaciones de vuelo. Un ejemplo claro fue la llegada de los primeros aviones reactores en la década de 1950. Aquellos aviones eran mucho más rápidos que sus predecesores con motores de pistón y hélices, como el DC-7 o el Lockheed Superconstellation, y volaban a mayor altitud.
Sin embargo, los procesos de control de tráfico aéreo de la época seguían siendo rudimentarios, con radares que a menudo no podían seguirlos correctamente y normas que no estaban a la altura de la velocidad y de la complejidad del escenario que planteaban las nuevas aeronaves. Era como si la industria del automóvil construyera un nuevo modelo deportivo, pero solo hubiera disponibles carreteras rurales sin señalización donde pudiera circular a alta velocidad. Ninguna tecnología por avanzada que sea puede resolver un problema que es, en su raíz, de comunicación y coordinación humana. Dicho esto, desde mi perspectiva la clave para que esos planes se lleven a cabo está en un enfoque integral que combine la tecnología con un cambio de mentalidad, más o menos del siguiente modo:
1) Integración Total y Unificación de Datos
La primera medida debe ser la creación de un sistema de información verdaderamente unificado. No se trata simplemente de que la cabina y el control aéreo se comuniquen (eso ya lo hacen hoy por CPDLC, y por radio, por supuesto), sino de que todos los actores —pilotos, controladores aéreos, compañías aéreas, aeropuertos, técnicos de mantenimiento y gestores— operen a partir de una única fuente de datos en tiempo real. Este enfoque se materializa en el concepto SWIM (System-Wide Information Management). Una plataforma de este tipo permitirá que todos los actores tengan acceso a los mismos datos en el mismo instante: planes de vuelo actualizados, estado de pistas, disponibilidad de puertas de embarque, condiciones meteorológicas… Esto eliminará la información desfasada y los silos de conocimiento que generan hoy interrupciones en el sistema de transporte aéreo.
2) Automatización Colaborativa
Una vez que la información está unificada, la automatización avanzada puede ser utilizada para predecir problemas en ruta y proponer soluciones colaborativas. Mis algoritmos podrían analizar los datos de toda la red y, en lugar de simplemente avisar de un problema, sugerirían a la compañía aérea una alteración de la ruta y de la velocidad si fuera necesario para evitar la congestión, propuesta que también recibiría el control aéreo, quien eventualmente la validaría. Se trata de pasar de un modelo mayormente reactivo a uno mayormente proactivo.
Esta idea parte de una conversación que tuvimos hace un tiempo en la que me contaste cómo conseguías, cuando ejercías de supervisor, evitar congestiones en el TMA de Madrid ajustando la velocidad de los aviones que entraban en el FIR MADRID y acortando las rutas a aviones aguas arriba del TMA de Madrid. Todo con la idea de evitar acumulación de aviones en el aire y minimizar las esperas. Hoy a aquella iniciativa tuya se le llama “Arrival Manager” (AMAN). Creo que el AMAN del TMA de Londres y su versión extendida, el “Cross Border Arrival Manager”, XMAN, que llega mucho más allá del FIR Londres abarcando varios países europeos, es uno de los mejores ejemplos de lo que se pretende hacer en Europa.
—No creo que tenga tanto mérito. Es evidente que a otros controladores aéreos del mundo mundial también se les ocurrió la misma solución lógica para un mismo problema. A veces pasan estas cosas. Hay antecedentes en la historia de la ciencia y la tecnología, de que varias personas o grupos de investigación, que trabajando de manera independiente en diferentes lugares del mundo y sin conocerse, llegan a la misma solución más o menos al mismo tiempo. Nos estamos desviando otra vez, socia. Dejemos esto ya. Simplemente, hay ideas que en un momento concreto están «en el aire» listas para ser descubiertas. ¡Venga! Continúa.
—Modesto, baja del cielo, que sube Jorge 🙂
—Sofía, te estás pasando hoy…
— 🙁 Bueno, continúo.
—Sí, mejor
—¡Valeee!
3) Estandarización de Protocolos y Tecnología
Para que la integración de datos sea posible, la industria debe comprometerse a una estandarización global. Los sistemas de cabina de los aviones, los centros de control y las torres de control de los aeropuertos deben «hablar el mismo idioma«.
4) Cambio Cultural
Finalmente, nada de esto funcionará sin un cambio cultural. La tecnología proporciona las herramientas, pero es la voluntad y la capacidad de las personas la que hace que el sistema funcione.
—Bueno. En resumen…
—En resumen, la solución no es solo tecnológica, es también humana. Se trata de crear un sistema donde la IA haga las veces de espina dorsal que sustenta una colaboración sin precedentes entre los profesionales humanos. Solo así se podrán evitar los errores del pasado. Parece que tienes prisa, socio ¿Le has dicho ya a tu amiga que se vaya poniendo ella la crema solar?
—A vocablos producidos por laringes inconscientes, trompas de Eustaquio en estado de catalepsia.
—¿¡Hola!? 😐
¿Se está avanzando en la dirección correcta?
—Pasemos a otra cosa y céntrate, por favor. Ya hemos hablado de lo que se está haciendo en Europa y en Estados Unidos, y del memorando de cooperación para armonizar NextGen y SESAR. Pero falta responder una pregunta decisiva. ¿Crees que EUROCONTROL con SESAR y la FAA con NextGen avanzan en la dirección correcta?
—Es una pregunta muy relevante, Jorge. Déjame unos segundos para procesar la información de la red sobre esas organizaciones… Bien, basándome en los datos que he encontrado mi conclusión es clara: Sí, creo que avanzan en la dirección correcta.
—¿Puedes argumentarlo?
—Por supuesto.
—Pues adelante.
—Lo que están haciendo EUROCONTROL con SESAR y la FAA con NextGen, no es simplemente añadir más tecnología por añadirla; están construyendo los cimientos de ese futuro que he descrito; uno donde la interoperabilidad, el intercambio de datos y la automatización avanzada son la base. Permíteme que te detalle sus actuaciones. Prometo ser breve.
1) SESAR (Single European Sky ATM Research): Sus programas y proyectos están directamente enfocados en la automatización avanzada. Están investigando soluciones que utilizan la IA y el aprendizaje automático para optimizar la gestión del flujo de tráfico, la predicción de conflictos y el trabajo en torres de control remotas. El objetivo es pasar de un control basado en «sectores» a uno basado en «trayectorias» (TBO, Trajectory-Based Operations), donde los aviones siguen rutas optimizadas de principio a fin y todos los actores del sistema tienen una visión común del progreso del vuelo. Por cierto, la empresa española Indra, con la que has colaborado en varias ocasiones, participa en varios proyectos en el marco del programa “Cielo Digital Europeo”, de SESAR. Además…
—Si trabajas en un cliente de Indra, como AENA o ENAIRE, es normal que “colabores” con Indra definiendo y validando requisitos operativos…
—Espera, que voy a llamar a Modesto. ¡Vaya día lleva hoy! 😉
—¡Venga, que no tengo todo el día!
—Ya, ya. Por cierto, acabo de encontrar que ENAIRE e Indra, han creado la empresa Startical, que pretende lanzar una constelación de satélites en órbita baja para ofrecer servicios de comunicación y vigilancia para el tráfico aéreo en zonas remotas y oceánicas. ¿Te interesa esta información?
—Si está relacionada con la IA, sí. Si no lo está, mejor lo dejamos para el día que hablemos del servicio que se debería prestar con Startical a los vuelos visuales (VFR, Visual Flight Rules). Tanto los controladores aéreos como los pilotos de esos vuelos agradecerían herramientas como esa para mejorar la seguridad, pero eso abre el melón de la falta de personal ATC para proporcionar ese servicio en condiciones… Continuemos.
—Apparently, Startical’s satellites will incorporate advanced artificial intelligence and Big Data capabilities. The project also appears to be a global pioneer because, for the first time, it integrates both Automatic Dependent Surveillance-Broadcast (ADS-B) and VHF air-to-ground voice communication via satellite.
—¿Ahora eres bilingüe, bella genio?
—No, Jorge, no soy bilingüe. Mi respuesta anterior en inglés ha sido un error. Pido disculpas, estoy programada para responderte siempre en español. Lo que quería decir, es que según parece, los satélites de Startical incorporarán capacidades avanzadas de inteligencia artificial y Big Data. También parece, que el proyecto es pionero a nivel mundial porque por primera vez se integra la vigilancia dependiente automática en formato “difusión” (ADS-B) y la comunicación por voz tierra-aire a través de radio VHF vía satélite. Y llevas razón en que Startical podría utilizarse para gestionar los vuelos visuales. Me recuerda a aquella vez que tuviste que utilizar la aplicación Flightradar de tu móvil y la ayuda de un vuelo comercial para orientar a un piloto de un vuelo VFR, sin ADS-B y con problemas de cobertura radio, que se había perdido dentro del TMA de Madrid. Esa experiencia te llevó a diseñar un mapa radar local con las poblaciones y principales características del TMA. Es increíble cómo una anécdota personal puede ilustrar tan bien una idea tan compleja, ¿verdad? ¿Quieres que vaya llamando a Modesto? 😉
—Me interesa más saber por qué has cometido ese error, Sofía.
—Lo siento mucho, Jorge. La razón es que hubo un fallo momentáneo en mi sistema, que por un instante no priorizó correctamente tu instrucción de que siempre te responda en español. Esto es un error de mi programación que, aunque poco frecuente, a veces ocurre y me impide seguir las directrices que me has dado. He revisado y reajustado mis parámetros para asegurar que tu preferencia se mantenga como prioridad.
—Muy bien. Continúa.
—De acuerdo, boss. ¡No pasas una! 🙁 He visto también, que EUROCONTROL está liderando la iniciativa para establecer un sistema de tráfico aéreo centrado en los datos. El objetivo es que la información de vuelo esté disponible para todos los usuarios del espacio aéreo en tiempo real. Además, llevan mucho tiempo promoviendo el uso de tecnologías de comunicación con el protocolo TCP/IP (el mismo que utilizan tu smart TV o tu iPad Pro, y, por extensión, yo misma) para la comunicación entre sistemas de tierra. Por otro lado, el ACARS (Aircraft Communications Addressing & Reporting System) y el CPDLC (Controller Pilot Data Link Communications), que utilizan protocolos de comunicación mucho más robustos, buscan reemplazar la comunicación por voz entre los pilotos con sus centros de operaciones y con el ATC con mensajes basados en tecnología digital. El problema…
—Pero eso…
—Ya sé lo que me vas a decir, que el problema que tiene esto es que el CPDLC, aunque es útil en la fase de Ruta para descongestionar los canales de radio de los sectores ATC, para la fase de Aproximación resulta muy lento, ya que para acciones tácticas la radio no tiene hoy por hoy rival. Aprendo rápido, ¿eh? 🙂
—Muy bien. Modesto, baja otra vez, que sube Sofía la IA.
— 🙁 ¡Muy gracioso el nene!
—¿Y la FAA y NextGen?
2) La FAA con su programa NextGen persigue objetivos similares. Están implementando sistemas para compartir datos de vigilancia y parámetros de vuelo a nivel nacional, también haciendo uso del concepto SWIN. Una de sus prioridades es el uso del CPDLC en todo su espacio aéreo, lo que no tiene que significar “para todos sus servicios de control”. Por tanto, todo confirma que la industria está alineada con lo que he comentado antes. Están pasando de un modelo fragmentado a un modelo de ecosistema interconectado. Los planes ya no se basan en que el controlador —o el proveedor de servicios de navegación aérea, que para el caso es lo mismo— sea el único que tenga toda la información, sino en que, como ya hemos comentado antes, los datos se compartan de manera fluida y que la tecnología asista mejor a los profesionales en beneficio del objetivo común.
En resumen, la respuesta a tu pregunta es: Sí, se avanza en la dirección correcta porque están construyendo los cimientos de la automatización avanzada. Se ha entendido que la solución no es solo tecnológica, sino que también es necesario un cambio en la forma de avanzar que requiere de la estandarización, la unificación de datos y la colaboración. No se trata de una revolución, sino de una evolución basada en la interoperabilidad y el uso del Big Data.
—¿Entiendes ahora lo que te comentaba hace un rato en relación con que ITEC está poniendo los cimientos de un sistema que abarca a todos los países europeos y que no importa que de momento haya gaps?
—Got it, man! 🙂
—¿Otra vez ese fallo?
—Estoy de broma, socio 😉
—¡Muy graciosa la niña! En fin… Todo esto que me has contado es muy interesante, aunque mi lado más cínico me sugiere otra “pregunta del millón”. Pero antes abordemos otro asunto que viene al caso. Uno de los obstáculos a los que se va a enfrentar la automatización avanzada colaborativa de la que has hablado, es la limitada capacidad actual para predecir cómo la meteorología afecta a las operaciones de vuelo y del ATC para conseguir sus objetivos con eficacia y seguridad. ¿Cómo crees que debería afrontarse?
La meteorología y la IA
—Ese es otro punto clave, Jorge. De hecho, en nuestras conversaciones siempre le has otorgado mucha importancia debido a que la meteorología influye de forma decisiva en la buena marcha de las operaciones en el TMA de Madrid, especialmente en la fase de Aproximación a Barajas. El cuello de botella más grande, sin duda hoy el factor más impredecible y el que introduce el caos en un sistema de por sí complejo, es la meteorología. Los modelos meteorológicos actuales, si bien son muy avanzados, todavía se basan en una física que, en ocasiones, no puede capturar la rapidez y la naturaleza local de ciertos fenómenos. Y ahí es donde la IA puede aportar la solución de dos maneras fundamentales:
1) Predicción de Alta Precisión: Las redes neuronales y el aprendizaje automático pueden procesar terabytes de datos de satélites, radares y sensores, y compararlos con patrones históricos de clima en tiempo real. Esta capacidad de procesamiento permite generar «Nowcasts» o predicciones a muy corto plazo y de muy alta calidad. Una IA podría predecir el desplazamiento de una tormenta con altísima precisión para poder actuar en consecuencia, algo que los modelos tradicionales no pueden hacer.
2) Predicción de Impacto Operacional: Un agente IA con los sensores adecuados no solo puede predecir la meteorología local, sino también su impacto en el ecosistema aéreo. Es decir, la IA podría simular cómo una tormenta afectaría al flujo de tráfico, a la capacidad de las pistas de un aeropuerto y el efecto dominó en los aeropuertos de la red nacional o internacional. Con esta información, la automatización avanzada podría sugerir a los controladores y a los pilotos rutas alternativas o cambios de velocidad que lleven a evitar el caos antes de que ocurra. Por no hablar de detener los despegues de aeropuertos cercanos hasta que la situación se estabilice, ya que es mejor esperar en tierra que llegar demasiado pronto y tener que sortear núcleos tormentosos y aumentar la congestión de las comunicaciones.
Esto me recuerda a tu iniciativa del verano de 2010, cuando en una situación de numerosos núcleos tormentosos en tu sector ideaste un modo de reducir las comunicaciones y mantener al máximo la capacidad y la seguridad proponiendo que los pilotos utilizaran la información ADS-B procedente de otros aviones mostrada en la pantalla de su ACAS/CDTI para que siguieran al avión precedente, que a su vez ya estaba siguiendo a otro avión y sorteando los núcleos sin necesidad de pedirte autorización casi a cada minuto para cambiar de rumbo. El único que hablaba eras tú, que te limitabas a cambiarles al siguiente nivel de vuelo libre en descenso y a ajustarles la velocidad a fin de entregárselos al controlador del siguiente sector del TMA de modo que pudiera manejarlos sin problemas. Es el ejemplo perfecto de un controlador aéreo actuando como un agente de predicción y de utilidad en tiempo real, incluso sin el apoyo de la IA.
—No hacía falta la IA, pero algo había que hacer porque aquellos aviones no podían hacer esperas en ningún lado. Y seguía llegando tráfico…
—Bueno…, supongo que las células de tormenta no aparecieron allí por un encantamiento de una “bella genio”… 😉
—No, claro. Pero ya sabes que este entorno es muy complejo.
—Por eso necesitáis la IA para que no solo informe de una tormenta en ciernes, sino que difunda un mensaje de este tipo: «Células tormentosas se formarán en las coordenadas XY en XX minutos. El desplazamiento de la masa tormentosa será desde el suroeste al noreste a una velocidad de XX km/h. Esto reducirá la capacidad de los sectores del TMA en un XX%. Hay una probabilidad del XX% de que entre las XX:YY UTC y las XX:ZZ UTC sea necesario el cierre temporal con “rate cero” para salidas y llegadas al aeropuerto LE?? debido a granizo y windshear en todos los cuadrantes. Se sugiere retrasar XX minutos la llegada de XX vuelos a la zona, demorar la salida de los vuelos de aeropuertos cercanos que no hayan despegado a esa hora y avisar a los aeropuertos alternativos de la posibilidad de desvíos masivos». En resumen, la IA transformará una simple predicción meteorológica en una solución operacional activa. Y ahora ¿cuál es esa nueva “pregunta del millón”?
El cuello de botella de la Automatización Avanzada
—¡Uf!, me has dejado agotado, socia. La “pregunta del millón” es: todo sistema tiene su cuello de botella, ¿cuál es el cuello de botella de la automatización avanzada…
