何時間にもわたる日常業務の後、管制官はコックピットのインジケーターで着陸装置が伸びていることを確認できない小型機から無線連絡を受ける。管制官は、パイロットが管制塔の近くを低空飛行するよう手配し、管制官が飛行機のランディングギアを目視で確認できるようにした。すべて順調のようだ。「ギアが降りているようですね」と管制官はパイロットに言う。

管制官は念のため空港の消防車に待機を要請し、飛行機は旋回しながら安全に着陸した。このようなシナリオは定期的に起こる。航空管制システムでは、すべてが最高レベルの安全性を満たさなければならないが、すべてが計画通りにいくわけではない。

未来の人工知能「パイロット」が自律型航空機を操縦し、自律型航空管制システムがインターネット上のデータパケットをシャトルするルーターのように簡単に航空機を扱うという、まだSF的なビジョンと対照的である。

私は航空宇宙エンジニアで、航空管制官の人員配置について議会から命じられた全米アカデミーの研究を率いた。研究者たちは航空管制システムの要素を自動化する新技術に絶えず取り組んでいるが、テクノロジーは設計時に計画された機能しか実行できないため、標準的な手順を変更することはできない。上のシナリオが示すように、人間は今後も長い間、航空管制の中心的な要素として必要な存在であり続けるだろう。

航空管制官の仕事

連邦航空局の航空管制官の責務に関する基本ガイダンスには、次のように記されている：「航空管制システムの第一の目的は、航空機の衝突を防止することである」。航空管制官はまた、“安全で秩序ある迅速な航空交通の流れ”を提供し、パイロットが山などの危険な地形や危険な天候を回避するのを可能な限り支援するなど、安全を支えるその他のサービスを提供する責任を負っている。

航空管制官の仕事はさまざまだ。管制塔の管制官は、航空機の離着陸を許可するローカル管制を行い、航空機の間隔が安全に保たれていることを確認する。また、地上管制も行っており、航空機のタキシングを指示し、飛行前にその日の飛行計画や潜在的な安全上の懸念をパイロットに通知する。管制塔の管制官にはディスプレイもあるが、ほとんどは管制塔から外を見て、無線でパイロットと会話する。FAAの管制官が常駐する大規模な空港では、地上監視ディスプレイが管制官に飛行場内の航空機や地上の他の車両を表示する。

一方、進入管制官と経路管制官は、暗くて静かな部屋で大型ディスプレイの前に座っている。無線でパイロットと交信する。彼らのディスプレイには、空域の境界線やルートの主要な特徴とともに、航空機の位置が地図上に表示される。

米国にある21の航路管制センターは、空港間や空港上空を通過する交通を管理しており、通常、より高速・高高度を飛行している。

進入管制施設の管制官は、離陸後の航空機をローカル管制から進入空域に移行させる。同様に、進入空域から到着した航空機を着陸アプローチに整列させ、管制塔の管制官に引き渡す。

各ディスプレイの管制官は、セクター内のすべてのトラフィックを管理する。セクターの大きさは、混雑する空港に着陸する航空機の順番を決めることに集中する数立方マイルから、航空機がほとんど飛んでいない場所や時間帯で3万立方マイル（125,045立方km）以上に及ぶエンルートセクターまで、さまざまである。セクターが混雑した場合、第2、第3の管制官が支援することもあれば、セクターを2つに分け、別のディスプレイと管制官チームが第2のセクターを管理することもある。

テクノロジーはどのように役立つか

航空管制官はストレスの多い仕事であり、疲労や情報過多にさらされている。危機一髪の事故の増加に対する社会的な懸念から、老朽化した技術や人員不足にスポットライトが当てられ、管制官は強制的な時間外労働を強いられている。新技術はこうした問題を軽減するのに役立つ。

航空管制システムは、いくつかの方法で新しい技術を取り入れている。FAAの次世代航空輸送システム構想は、管制官により多くの（そしてより正確な）情報を提供している。

管制官のディスプレイには当初、レーダーによる追跡情報しか表示されていなかった。現在では、エンルートオートメーション近代化システムの中で、各フライトに関するすべてのデータを利用することができる。このシステムは、レーダー、自動従属監視放送による航空機からの自動位置報告、気象報告、飛行計画、飛行履歴を統合している。

このシステムは、航空機間の潜在的な衝突や、高地や構造物に近づきすぎた航空機を管制官に警告し、航空機をスムーズな交通の流れに誘導するための提案を管制官に提供するのに役立っている。空港の安全性に関する2023年11月9日の米上院での証言で、FAAのTimothy Arel最高執行責任者（COO）は、行政はいくつかの航空管制システムを開発または改善していると述べた。

研究者たちは、都市間の航空交通の流れや管制官の行動など、航空交通や航空管制の側面を分析・予測するために機械学習を利用している。

テクノロジーがいかに問題を複雑にするか

新しい技術は、新しいタイプの航空機という形で航空管制に大きな変化をもたらすこともある。例えば、現在の規制では、乗務員のいない航空機が地上400フィート（122メートル）より低く、空港から離れた場所を飛行することを制限している。これらは、第一応答者、報道機関、測量業者、配送サービス、趣味で使用されるドローンである。

しかし、一部の新興無人航空機会社は、管制空域での飛行を提案している。航空機が通常の飛行ルートを飛行し、音声無線で管制官と普通にやり取りすることを計画している企業もある。これには、小型貨物機セスナ・キャラバンの自動化に取り組んでいるReliable Robotics社やXwing社が含まれる。

また、小型で高度に自動化された電動航空機、例えば電動エアタクシーといったコンセプトのアドバンスド・エア・モビリティといった新しいビジネスモデルをターゲットにしている企業もある。このような場合、航空交通を処理するためのルートや手順が劇的に変化する必要がある。

予期せぬ事態を想定する

航空管制官のルーティンは、特別なハンドリングを必要とする航空機によって中断される可能性がある。これは緊急事態から、医療便やエアフォース・ワンの優先的なハンドリングまで多岐にわたる。管制官には、空域の管理方法を適応させる責任と柔軟性が与えられている。

航空管制の最前線に求められる要件は、AIの能力とは相性が悪い。人々は、航空交通がこれまでで最も安全で複雑なハイテクシステムであり続けることを期待している。この基準は、現実的な場合には手順を遵守することによって達成されるが、これはAIにできることであり、また、予定外のことが発生したり、新しい運用が実施されたりするたびに、適応し、適切な判断を行うことによって達成される。

実際、管制官の安全への貢献が最も大きいのは、状況が最悪のとき、つまり、深刻な問題を抱えた航空機、空港の危機、安全保障上の懸念やインフラ障害による広範な空域閉鎖に対処する方法を管制官が見つけ出すときである。

また、管制官は航空機を操縦するわけではない。航空機を誘導するために他の人とコミュニケーションをとり、相互作用する。そのため、彼らの責任は基本的にチームの一員として機能することであり、これもAIの顕著な弱点である。

エンジニアとして、またデザイナーとして、私はAIが過去の航空交通運行のビッグデータ記録を分析し、より効率的な飛行ルートなどを追求する可能性に最も期待している。しかし、パイロットとしては、問題が発生したときに迅速かつ安全に着陸できるよう、無線で管制官の落ち着いた声を聞くことができるのは嬉しい。

本記事は、Amy Pritchett氏によって執筆され、The Conversationに掲載された記事「Why AI can’t replace air traffic controllers」について、Creative Commonsのライセンスおよび執筆者の翻訳許諾の下、翻訳・転載しています。