Τέλος το GPS; Πλοήγηση αεροπλάνων με τεχνολογία κβαντικών αισθητήρων

Μια τεχνολογία που θα μπορούσε να φέρει επανάσταση στην αεροπορική πλοήγηση δοκιμάζεται με επιτυχία από την Airbus και την SandboxAQ, μια εταιρεία τεχνητής νοημοσύνης και κβαντικής τεχνολογίας που αποσχίστηκε από τη Google. Οι δύο εταιρείες ανακοίνωσαν ότι έχουν ολοκληρώσει πάνω από 150 ώρες πτήσεων δοκιμής με το MagNav, ένα πρωτοποριακό σύστημα πλοήγησης βασισμένο σε κβαντικούς αισθητήρες, το οποίο μπορεί να εντοπίζει τη θέση ενός αεροσκάφους με εντυπωσιακή ακρίβεια, χωρίς τη χρήση GPS.

Η σημασία αυτής της εξέλιξης είναι μεγάλη, δεδομένου ότι το GPS θεωρείται πλέον αχίλλειος πτέρνα για την αεροπορία. Οι παρεμβολές και οι επιθέσεις παραπλάνησης των σημάτων GPS, ιδιαίτερα σε εμπόλεμες ζώνες όπως η Μέση Ανατολή, η Ουκρανία και η Ρωσία, έχουν αυξηθεί δραματικά. Αυτές οι επιθέσεις, αν και χρησιμοποιούνται κυρίως σε στρατιωτικά σενάρια για την αποπροσανατολισμό drones και πυραύλων, επηρεάζουν άμεσα και τις εμπορικές πτήσεις, θέτοντας σε κίνδυνο την ασφάλεια επιβατών και πληρωμάτων.

Σε αυτό το πλαίσιο, η ανάπτυξη του MagNav αποκτά ιδιαίτερη σημασία. Το σύστημα λειτουργεί με βάση τις μοναδικές «μαγνητικές υπογραφές» κάθε σημείου του πλανήτη. Το κάθε τετραγωνικό μέτρο της Γης διαθέτει ένα ξεχωριστό μαγνητικό αποτύπωμα, που προέρχεται από τις μαγνητισμένες ορυκτές δομές του φλοιού λόγω της παρουσίας σιδηρούχων στοιχείων από τον πυρήνα του πλανήτη.

Το MagNav, το οποίο έχει το μέγεθος μιας μικρής τοστιέρας, χρησιμοποιεί ένα laser που εκτοξεύει φωτόνια σε ηλεκτρόνια. Όταν το laser σταματά, τα ηλεκτρόνια απελευθερώνουν τα φωτόνια με μια χαρακτηριστική ενεργειακή υπογραφή. Αυτή η υπογραφή αντικατοπτρίζει την ένταση του μαγνητικού πεδίου στη συγκεκριμένη θέση. Στη συνέχεια, ένας αλγόριθμος τεχνητής νοημοσύνης επεξεργάζεται τα δεδομένα και τα συγκρίνει με λεπτομερείς μαγνητικούς χάρτες, προσδιορίζοντας με ακρίβεια τη γεωγραφική τοποθεσία του αεροσκάφους.

Το βασικό πλεονέκτημα αυτής της τεχνολογίας είναι η ανεξαρτησία της από τα δορυφορικά σήματα, τα οποία είναι ευάλωτα σε παρεμβολές και επιθέσεις. Σε αντίθεση με το GPS, που βασίζεται σε εξωτερικά ψηφιακά δεδομένα, οι κβαντικοί αισθητήρες λειτουργούν αποκλειστικά με αναλογικά σήματα που παράγονται επιτόπου στο αεροσκάφος. Όπως εξηγεί ο CEO της SandboxAQ, Jack Hidary, το γεγονός αυτό καθιστά το MagNav «ουσιαστικά αδύνατο να παραβιαστεί ή να παραποιηθεί».

Κατά τις δοκιμές, το σύστημα πέτυχε απόλυτη συμβατότητα με τα πρότυπα της Ομοσπονδιακής Διοίκησης Αεροπορίας των ΗΠΑ (FAA), διατηρώντας την ακρίβειά του εντός δύο ναυτικών μιλίων σε όλες τις περιπτώσεις. Επιπλέον, σε πάνω από το 60% των περιπτώσεων, η ακρίβεια έφτασε μέχρι τα 550 μέτρα – επίδοση που ξεπερνά τις απαιτήσεις της εμπορικής αεροπορίας.

Η χρήση τέτοιων κβαντικών αισθητήρων δεν περιορίζεται μόνο στην αεροπλοΐα. Οι ειδικοί εκτιμούν ότι η αγορά των αισθητήρων αυτών θα φτάσει σε αξία μεταξύ 1 και 6 δισεκατομμυρίων δολαρίων μέχρι το 2040. Οι εφαρμογές επεκτείνονται σε τομείς όπως η άμυνα – με την ανίχνευση υποβρυχίων ή υπόγειων τούνελ – αλλά και στην ιατρική, όπου θα μπορούσαν να καταγράφουν εξαιρετικά ασθενή μαγνητικά σήματα της καρδιάς ή του εγκεφάλου, επιτρέποντας μη επεμβατικές διαγνώσεις.

Ο Joe Depa, επικεφαλής καινοτομίας της EY παγκοσμίως, τονίζει ότι «δεν μιλάμε για μια τεχνολογία του μακρινού μέλλοντος, αλλά για κάτι που είναι ήδη εδώ».

Το επόμενο βήμα της SandboxAQ είναι να επικεντρωθεί αρχικά σε στρατιωτικές εφαρμογές, με προοπτική επέκτασης στις εμπορικές πτήσεις σε δεύτερο χρόνο. Παρότι απαιτούνται ακόμα επιπλέον δοκιμές και πιστοποιήσεις, ο Hidary εκφράζει την αισιοδοξία του: «Έχουμε ξεπεράσει το πιο δύσκολο στάδιο: αποδείξαμε ότι η τεχνολογία λειτουργεί». Σύμφωνα με τον ίδιο, το MagNav αποτελεί το «πρώτο απόλυτα καινοτόμο σύστημα πλοήγησης των τελευταίων 50 ετών».

[via]