Auch die Luftfahrt kommt an der Künstlichen Intelligenz (KI) nicht vorbei. Bevor allerdings Offline-Anwendungen, Prozesssteuerungen bis hin zur Autonomie in Flugzeugen in der Luftfahrt eingesetzt werden können, müssen sie ihre Sicherheit beweisen.

Abbildung 3 zeigt verschiedene Anwendungsbeispiele für KI im Lebenszyklus eines Flugzeugs – von Flugzeugkonstrukteuren, Herstellern, Betreibern und der Regulierungsbehörde.

Das stellt jedoch eine neue Herausforderung für Systeme dar, die Leistung und Fähigkeit eher durch Lernen als durch Entwerfen erreichen, da es keine nachvollziehbaren technischen Prinzipien gibt, die den traditionellen technischen Entwurfsprozess leiten.

Die FAA KI Roadmap

Also müssen gesetzliche Regeln her. Die amerikanische Luftfahrtbehörde FAA stellt dazu eine Roadmap vor, die kontinuierlich upgedated werden soll.

Die Methoden zur Einhaltung der Vorschriften für lernende KI-Systeme können als zweistufige Strategie entwickelt werden.

Der erste Schritt ist eine allgemeine technische Betrachtung eines Systems durch maschinelles Lernen in Form eines Modells, das lediglich eine mathematische Funktion darstellt.

Der zweite Schritt ist die ganz traditionelle Implementierung des Modells.

Abbildung 4 zeigt den Prozess des maschinellen Lernens.

Die FAA Roadmap enthält eine Reihe von Grundsätzen (bewertete Konzepte, unabhängig von Zeit, Ressourcen und Situation) für die Entwicklung von Methoden zur Gewährleistung der Sicherheit von KI in Luftfahrzeugen und Luftfahrtbetrieben:

• Innerhalb des Luftfahrt-Ökosystems arbeiten
  Nutzung der bestehenden Sicherheitsanforderungen der Luftfahrt: Einführung von KI innerhalb dieses strukturierten, disziplinierten und risikokontrollierten Ökosystems.
• Konzentration auf die Gewährleistung und Verbesserung der Sicherheit
  KI-Entwicklung und -Anwendung in der Luftfahrt auf die Sicherheit ausrichten. Sicherstellen, dass ethische Erwägungen berücksichtigt werden, insbesondere solche, die die Sicherheit beeinträchtigen könnten.
• Personifizierung vermeiden
  Behandeln Sie KI als Werkzeug und nicht als Person. Betonen Sie klare Verantwortlichkeiten und vermeiden Sie eine menschenzentrierte Sprache, um ein klares Verständnis der Rolle und der Grenzen von KI in der Luftfahrt zu gewährleisten.
• Unterscheidung zwischen gelernter und lernender KI
  Festlegung unterschiedlicher Methoden zur Gewährleistung der Sicherheit für erlernende (statische) und lernende (dynamische) KI, um den Unterschieden zwischen ihren jeweiligen betrieblichen und sicherheitsrelevanten Auswirkungen Rechnung zu tragen.
• Schrittweises Vorgehen
  Schrittweise Einführung von KI in der Luftfahrt, Lernen und Anpassung der Methoden zur Gewährleistung der Sicherheit auf der Grundlage der tatsächlichen Anwendung und Erfahrung.
• Nutzung des Sicherheitskontinuums
  Nutzen Sie das Sicherheitskontinuum, indem Sie mit weniger riskanten Anwendungen beginnen, um Erfahrungen zu sammeln und breitere Anwendungen und Sicherheitsmethoden zu entwickeln.
• Nutzung von Konsensstandards der Industrie
  Annahme von Konsensnormen der Industrie für die KI-Sicherheit in der Luftfahrt zur Förderung der weltweiten Harmonisierung und Anpassung an den technologischen Wandel unter Berücksichtigung der Grundsätze der Roadmap.

Wenn der Einsatz von KI zur Verbesserung der Sicherheit als Strategie betrachtet wird, muss der jeweilige Sicherheitslebenszyklus ermittelt werden, um den Lebenszyklus zu identifizieren, der am ehesten von neuen KI-Technologien profitieren kann.

Wie geht es weiter

Die Roadmap gliedert die nächsten Schritte in fünf Bereiche

• Kollaboration
  Aufbau kontinuierlicher Partnerschaften mit der Industrie, Regierungen, der Internationalen Zivilluftfahrt-Organisation (ICAO) und anderen relevanten nationalen und internationalen Akteuren, um Erkenntnisse auszutauschen und harmonisierte globale Methoden zur Gewährleistung der Sicherheit zu entwickeln.
• Bereitschaft der FAA-Mitarbeiter
  Verbesserung der Kenntnisse und Erfahrungen der Mitarbeiter der Federal Aviation Administration (FAA), um die Entwicklung und Integration von KI-Technologien in der Luftfahrt zu überwachen.
• Gewährleistung der Sicherheit von KI
  Anpassung und Entwicklung von Methoden zur Gewährleistung der Sicherheit von KI-spezifischen Sicherheitsmethoden unter Nutzung herkömmlicher Rahmenwerke und Entwicklung neuer Ansätze, die auf die spezifischen Herausforderungen zugeschnitten sind. Gewährleistung, dass jedes KI-System, das in ein Flugzeug eingebaut wird, sicher ist.
• Nutzung von KI für die Sicherheit
  Einsatz von KI zur Verbesserung der Zuverlässigkeit und Effizienz von Sicherheitslebenszyklusprozessen, von der Überwachung bis zur Systementwicklung und -prüfung.
• Flugsicherheitsforschung
  Gezielte Forschung zur Entwicklung und Bewertung von Methoden zur Gewährleistung der Sicherheit von KI-Systemen und zur Nutzung von KI zur Verbesserung der allgemeinen Flugsicherheit.

---

©Alle Bilder aus der FAA Roadmap