افزایش هوش مصنوعی در ارزیابی مصرف سوخت آنی

نویسنده : شاهرخ بهروزی 

افزایش هوش مصنوعی در ارزیابی مصرف سوخت آنی   ( Advancement of Artificial  Intelligence Techniques for Real-Time Evaluation of Aircraft Fuel Consumption )

تاریخچه

هوش مصنوعی (Artificial Intelligence – AI) از دهه ۱۹۵۰ میلادی به عنوان یک شاخه نوظهر از علوم کامپیوتر شکل گرفت و به مرور زمان با پیشرفت توان پردازشی رایانه‌ها و توسعه الگوریتم‌های یادگیری ماشین، به عرصه‌های مختلف صنعتی راه پیدا کرد. صنعت هوانوردی یکی از حوزه‌هایی است که از اوایل دهه ۲۰۰۰ به طور جدی به کاربردهای AI توجه نشان داد. در ابتدا، استفاده از هوش مصنوعی بیشتر در سامانه‌های ناوبری و پیش‌بینی شرایط آب‌وهوایی متمرکز بود، اما با رشد قیمت سوخت و افزایش نگرانی‌ها در مورد آلایندگی، توجه به بهینه‌سازی مصرف سوخت بیشتر شد. از سال ۲۰۱۰ به بعد، پروژه‌های تحقیقاتی متعددی در اروپا و آمریکا بر روی توسعه الگوریتم‌های یادگیری عمیق (Deep Learning) و یادگیری تقویتی (Reinforcement Learning) برای تحلیل داده‌های پروازی و پیشنهاد روش‌های بهینه‌سازی مصرف سوخت انجام گرفت. در حال حاضر، بسیاری از خطوط هوایی پیشرفته، سامانه‌های هوش مصنوعی را به صورت بلادرنگ (Real-Time) در هواپیماهای خود به کار می‌گیرند تا مصرف سوخت را در طول پرواز بهینه کنند.

مصرف سوخت در هواپیما یکی از مهم‌ترین عوامل تأثیرگذار بر هزینه‌های عملیاتی شرکت‌های هواپیمایی و همچنین میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای است. با توجه به افزایش قیمت سوخت و فشارهای زیست‌محیطی، بهینه‌سازی مصرف سوخت به یکی از اولویت‌های اصلی صنعت هوانوردی تبدیل شده است. ارزیابی بلادرنگ مصرف سوخت به کمک هوش مصنوعی، این امکان را فراهم می‌کند که خلبانان و سیستم‌های مدیریت پرواز، تصمیمات بهینه‌تری در خصوص سرعت، ارتفاع، و مسیر پروازی اتخاذ کنند. استفاده از الگوریتم‌های پیشرفته یادگیری ماشین و تحلیل داده‌های سنسورهای هواپیما، می‌تواند روند تغییرات مصرف سوخت را در هر لحظه بررسی کرده و راهکارهای بهبود را پیشنهاد دهد. همچنین، این فناوری‌ها قادرند با استفاده از داده‌های تاریخی و شرایط آنی پرواز، پیش‌بینی دقیقی از مصرف سوخت آینده ارائه دهند. این امر نه تنها به صرفه‌جویی اقتصادی کمک می‌کند، بلکه تأثیر قابل توجهی بر کاهش اثرات مخرب زیست‌محیطی خواهد داشت.

سیستم‌های هوش مصنوعی مورد استفاده در ارزیابی بلادرنگ مصرف سوخت

1. Artificial Neural Networks (ANNs) – شبکه‌های عصبی مصنوعی

شبکه‌های عصبی مصنوعی با الهام از ساختار مغز انسان، توانایی یادگیری روابط پیچیده بین داده‌های ورودی و خروجی را دارند. در ارزیابی مصرف سوخت، ANNs می‌توانند با استفاده از داده‌های سنسورها و شرایط پرواز، الگوهای مصرف را شناسایی و پیش‌بینی کنند.

1. Reinforcement Learning (RL) – یادگیری تقویتی

در این روش، سیستم با دریافت بازخورد از محیط، بهترین تصمیم را برای بهینه‌سازی مصرف سوخت اتخاذ می‌کند. RL می‌تواند به سیستم‌های مدیریت پرواز کمک کند تا استراتژی‌های پروازی کم‌مصرف‌تری انتخاب شود.

1. Deep Learning (DL) – یادگیری عمیق

یادگیری عمیق با استفاده از لایه‌های متعدد شبکه‌های عصبی، امکان تحلیل حجم عظیمی از داده‌های پروازی را فراهم می‌کند. DL می‌تواند وابستگی‌های پیچیده بین پارامترهای مختلف پرواز و مصرف سوخت را مدل‌سازی کند.

1. Predictive Analytics – تحلیل پیش‌بینانه

این سیستم‌ها با ترکیب داده‌های گذشته و اطلاعات لحظه‌ای، پیش‌بینی دقیقی از مصرف سوخت در ادامه پرواز ارائه می‌دهند. استفاده از این روش به خلبان کمک می‌کند تصمیمات بهینه‌تری اتخاذ کند.

1. Fuzzy Logic Systems – سیستم‌های منطق فازی

منطق فازی امکان تصمیم‌گیری در شرایط عدم قطعیت را فراهم می‌کند. در پروازهایی که شرایط جوی یا ترافیک هوایی غیرقابل پیش‌بینی است، این سیستم‌ها می‌توانند پیشنهادهایی برای کاهش مصرف سوخت باشند.

به‌کارگیری هوش مصنوعی در ارزیابی بلادرنگ مصرف سوخت، تحولی بزرگ در بهینه‌سازی عملکرد هواپیما ایجاد کرده است. این فناوری با ترکیب الگوریتم‌های پیشرفته و داده‌های لحظه‌ای، امکان کاهش هزینه‌ها و کاهش اثرات زیست‌محیطی را فراهم می‌کند. انتظار می‌رود در آینده، با پیشرفت بیشتر سخت‌افزارها و الگوریتم‌ها، سیستم‌های هوش مصنوعی نقش پررنگ‌تری در مدیریت انرژی و سوخت هواپیما ایفا کنند.