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Collisioni in volo: quando un computer deve saper urlare

Aircraft near miss
 Immaginatevi a bordo di un'auto in corsa. Improvvisamente, il software di navigazione urla al guidatore “RALLENTA! RALLENTA!”. Il guidatore obbedisce, la vostra macchina rallenta e con sorpresa vedete sbucare dalla curva davanti a voi un’auto che sta completando un sorpasso e che vi avrebbe centrato in pieno se non aveste rallentato. Questo scenario è per ora futuristico nelle automobili, ma non lo è affatto negli aerei di linea, i cui computer di bordo sono dotati di cosiddetto TCAS (Traffic Collision Avoidance System), che fa nel cielo qualcosa di molto simile a quanto avete immaginato poco fa.

Si è però recentemente scoperto che il software TCAS richiede un importante upgrade (passando dalla versione 7.0 alla versione 7.1). Eurocontrol, l’ente di controllo del traffico aereo per i paesi della UE, ha infatti studiato diversi casi dove il sistema ha fallito e la collisione fra due aerei di linea è stata evitata solo grazie alla fortuna, nonché l’incidente di Überlingen dove la fortuna è stata assente e che è drammatizzato in computer grafica nel video alla fine del post (Attenzione: se soffrite di paura di volare, meglio non guardare il video, ma andare invece a leggere questo pezzo e quest’altro pezzo).

Delle due correzioni al software nella versione 7.1, una riguarda esplicitamente l’interazione con l’utente, che è il tema di mia competenza. Eurocontrol ha infatti identificato una situazione che apparentemente può sembrare incredibile: ad uno specifico comando ordinato dalla voce del computer (“ADJUST VERTICAL SPEED! ADJUST!”) che chiede ai piloti di ridurre la velocità verticale (“livellando” l’aereo), nel 5% dei casi i piloti fanno l’esatto contrario (cioè aumentano la velocità verticale). La figura all'inizio del post (tratta dal documento ufficiale di Eurocontrol) illustra in modo semplice un esempio realmente accaduto sui cieli della Francia: la traiettoria rossa e quella blu indicano due aerei di linea Airbus 320 che erano entrati in rotta di collisione. Come potete vedere in basso a destra nella figura, il computer dell’aereo rosso ha pronunciato il fatidico “ADJUST VERTICAL SPEED! ADJUST!” per chiedere al pilota di smettere di salire verso l’aereo blu e comportarsi invece come indica la freccia verde in figura, ma il pilota ha fatto il contrario ed ha intensificato la salita come illustra la sua traiettoria rossa. A quel punto, il computer ha dato al pilota rosso un ordine più forte (“DESCEND!”) facendogli finalmente cambiare direzione, ma l’inversione di direzione ha richiesto del tempo ed il computer dell’aereo blu – in alto a sinistra nella figura – ha dovuto ordinare “CLIMB!” (cioè “Sali!”) al suo pilota, che ha obbedito.  Come evidenzia bene la figura, a causa dell’iniziale incomprensione fra il pilota rosso ed il suo computer, i due aerei si sono sfiorati (arrivando a soli 91 metri uno dall’altro) e la catastrofe è stata evitata per puro caso.

Per capire questa stranezza comportamentale, ritorniamo a noi nello scenario automobilistico: immaginatevi di stare guidando ad alta velocità in autostrada. Iniziate uno spostamento verso la corsia di sorpasso ed il vostro futuristico navigatore vi urla “REGOLA LA POSIZIONE ORIZZONTALE! REGOLA!” (ragiono in orizzontale perché le auto ancora non volano). Dovete reagire immediatamente perché è un’indicazione di emergenza per evitare un pericolo imminente, ma che fate? Accelerate lo spostamento intrapreso verso la corsia di sorpasso o ritornate meglio dentro a quella attuale?  Il computer vuole che facciate la seconda delle due cose, ma nelle condizioni di stress e di carico cognitivo in cui vi trovate, scommetto che si andrebbe ben oltre al 5% di errori dei piloti di aereo (che a differenza degli automobilisti si allenano periodicamente alle situazioni di emergenza).

Come si può aiutare l’utente a diminuire questa percentuale d’errore? Seguendo un principio classico dell’Interazione Uomo-Macchina, che però è più semplice a dirsi che a farsi: massimizzare la chiarezza dei messaggi all’utente. Quando poi l’utente è in condizioni di stress e deve reagire in tempo reale, il messaggio (oltre a essere chiaro) deve anche far capire subito l’azione da compiere, non richiedendo all’utente di ragionarci sopra. Nel caso del TCAS, il messaggio “ADJUST VERTICAL SPEED! ADJUST!” della versione 7.0 è stato quindi sostituito con il messaggio “LEVEL OFF!” (“livellati”) della 7.1, che dice in modo chiaro esattamente quello che il pilota deve fare, senza lasciare spazio ad ambiguità ed interpretazioni.  Con questa modifica, il computer parla inoltre il linguaggio dell’utente, in quanto l’ordine vocale corrisponde a quello che direbbe un collega pilota umano.

Nonostante non dia una scadenza chiara entro cui rendere obbligatorio il software upgrade alla 7.1, il rapporto di Eurocontrol stima che, se tale upgrade non verrà eseguito, il rischio equivalente sarà di una collisione in volo ogni 3 anni nello spazio aereo Europeo. Quindi, compagnie aeree, installate per favore la nuova release sui vostri velivoli, “PRESTO! PRESTO!”.
© 2009 Luca Chittaro, Nova100 – Il Sole 24 Ore
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