Grant: Alliance Grants

Piloting an aircraft is a complex task, requiring pilots to be supported by reliable artificial systems. However, the resolution of critical situations that arise in an aircraft still depends on the pilots, who must intervene by assuming manual control of the aircraft if necessary. Flight safety can therefore depend on the cognitive load of pilots, who are subject to a high flow of information that can lead to errors. In the face of possible degradations in pilot performance resulting from information overload, it becomes useful for pilots to benefit from cognitive assistance. Our previous NSERC-Alliance Pilot-AI project (2020-2022, in partnership with Bombardier, CAE, BMU, Université de Montréal (UdeM), UQAM and CRIAQ), set up methods and tools to measure pilots' cognitive load under different simulated flight conditions, and developed preliminary tools to create pilot models. The present project (named C-Pilot for Cognitive-Pilot, in partnership with Bombardier, BMU, Cognitive Group, UQAM, UdeM, UQAC, ETS and CRIAQ) aims to provide human-machine collaboration enhanced by AI-based models to improve safety in future digital aviation systems by learning to categorize pilot behavior during different phases of flight, creating artificial co-pilots in the form of intelligent agents capable of monitoring the pilot's cognitive state in real time, and detecting and remedying attention-deficit tasks. These intelligent agents will play the role of a virtual pilot capable of reflecting at all times not only the pilot's actions but also his cognitive state, and of a pilot's companion, a true artificial co-pilot, capable of detecting by pilot biometrics tasks at risk due to a lack of attention. The impact of this project will be to help maintain and enhance Quebec and Canadian leadership in two key sectors of our economy and society: artificial intelligence and aerospace. The project will train students specializing in AI, human-machine collaboration, human assistance using AI techniques, and simulation, applied to the aeronautical field. It will also help train the next generation of engineers for the aviation systems of the future. Le pilotage d'un avion est une tâche complexe qui nécessite un accompagnement des pilotes par des systèmes artificiels fiables. Cependant, la résolution des situations critiques qui apparaissent dans un avion dépend toujours des pilotes qui doivent intervenir en assumant le contrôle manuel de l'avion si cela s'avère nécessaire. Dès lors, la sécurité des vols peut être dépendante de la charge cognitive des pilotes qui sont sujets à un flot d'informations élevé pouvant provoquer des erreurs. Face à des éventuelles dégradations de la performance, il devient utile que ceux-ci bénéficient d'une assistance cognitive. Notre projet CRSNG-Alliance Pilot-AI (2020-2022, en partenariat avec Bombardier, CAE, BMU, l'Université de Montréal (UdeM) et l'UQAM) a permis de mettre en place des méthodes et des outils pour mesurer la charge cognitive des pilotes dans différentes conditions de vol en simulation et de développer des outils pour créer des modèles de pilote. Le présent projet (nommé C-Pilot pour Cognitive-Pilot, en partenariat avec Bombardier, BMU, Cognitive Group, UQAM, UdeM, UQAC et ETS) vise à fournir une collaboration humain-machine augmentée par l'intelligence artificielle (IA) afin d'améliorer la sécurité dans les futurs systèmes d'aviation numérique en catégorisant le comportement des pilotes lors des différentes phases de vol, en créant des co-pilotes artificiels sous forme d'agents intelligents capables de suivre en temps réel l'état cognitif du pilote, et en détectant les taches qui font l'objet d'un déficit d'attention afin d'y remédier. Ces agents intelligents joueront le rôle d'un pilote virtuel capable de refléter à tout moment les actions du pilote et son état cognitif, et d'un compagnon du pilote, capable de détecter par biométrie du pilote les taches en danger du fait d'un manque d'attention. Ce projet va contribuer au maintien et au rehaussement du leadership québécois et canadien dans deux secteurs clés de nos économies et sociétés que sont l'IA et l'aérospatiale. Le projet permettra de former des étudiants spécialisés en IA, collaboration humain-machine, assistance de l'humain, simulation, appliqués au domaine de l'aéronautique. Il permettra ainsi une formation de la relève pour les systèmes d'aviation du futur.