Podpora špecializovaného vzdelávania operátorov bezposádkových lietajúcich prostriedkov

Basic informations

Thematic area: komisia č. 2 pre nové technológie, metódy a formy vo vzdelávaní

Project name (Slovak): Podpora špecializovaného vzdelávania operátorov bezposádkových lietajúcich prostriedkov

Project name (English): Support of Specialized Education of Small Unmanned Aerial Vehicles' Operators

Start of project: 2022

End of project: 2024

Condition of project: Financovaný/riešený

Project number: 045TUKE-4/2022

Project leader: doc. Ing. Pavol Lipovský, PhD.

University: Technická univerzita v Košiciach

Department: Letecká fakulta

Project annotation in Slovak language

Bezposádkové lietajúce prostriedky (UAV), častokrát terminologicky nesprávne nazývané bezpilotné prostriedky, kedy pilot/operátor obsluhuje lietajúci prostriedok na diaľku, nachádzajú uplatnenie takmer vo všetkých sférach súčasného života. V civilnej praxi sú najčastejšie používané prostriedky s hmotnosťou menšou ako 25 kg  - od výskumných aplikácií, ako napríklad geofyzikálne mapovanie, fotogrametria, cez pátranie a záchranu až po komerčné využitie v logistických službách na prepravu rôznych malých zásielok, prípadne liečiv v čase rôznych krízových situácií po prírodných katastrofách, prípadne v čase pandémie.

Napriek možnosti automatizovaného vykonávania určitých úloh bude ľudský činiteľ – pilot na diaľku alebo operátor UAV musieť byť stále pripravený reagovať na nepredvídateľné udalosti, na ktoré elektronika reagovať nevie. Musí byť vždy pripravený manuálne prevziať kontrolu nad prostriedkom, ktorý môže byť v poloautomatickom či automatickom operačnom móde, a riešiť vzniknutú situáciu tak, aby nedošlo k škodám na životoch a na majetku. Výcvik pilotov/operátorov tak zohráva dôležitú úlohu v procese bezpečnosti prevádzky týchto lietajúcich prostriedkov.

V rámci výskumnej a pedagogickej činnosti sa kolektív na pracovisku Leteckej fakulty Technickej univerzity v Košiciach už dlhšiu dobu zaoberá problematikou UAV nielen z technickej a senzorickej/aplikačnej časti, ale aj z pohľadu pedagogickej praxe. V súlade s modernými trendmi v oblasti výučby sa venuje implementácii metódy problémového vyučovania a poznávania pri praktických experimentoch v špecializovaných laboratóriách pri leteckom výcviku, resp. výcviku leteckých špecialistov. V súčasnosti je potrebné vnímať študenta v rámci vzdelávacieho kurzu ako jedinečnú entitu s individuálnymi potrebami, ktorým je do určitej miery možné prispôsobiť proces výučby a optimalizovať ho. Tento fakt je o to dôležitejší pri výcviku lietajúceho, riadiaceho a technického personálu letectva, ktorému sa pracovisko žiadateľa už dlhé roky venuje. Tieto dlhoročné skúsenosti vytvárajú predpoklad riešenia efektívneho výcviku operátorov UAV, ktorí by okrem leteckého výcviku navyše mali podstúpiť v rámci štúdia/kurzu aj intenzívny technický výcvik, a tým zvýšiť potenciál uplatnenia sa na budúcom trhu práce.

Operátor UAV by podľa súčasných potrieb nemal byť "iba" pilot na diaľku, mal by to byť technik schopný kvalifikovane pracovať s lietajúcim prostriedkom, po technickej stránke mu kompletne rozumieť a vedieť vykonávať údržbu prostriedku. Pre podporu tohto smerovania sa predkladaný projekt zaoberá riešením parciálnej úlohy základného výcviku operátora malého UAV - vytvorením podporných pomôcok pre špecializované vzdelávanie v tejto oblasti. Ide o špecializované prípravky a učebné materiály pre existujúce špecializované laboratórium/pracovisko testovania malých lietajúcich bezposádkových systémov (UAS). Na základe doterajších výsledkov a skúseností kolektívu budú upravené a optimalizované prototypy vybraných technických zariadení pre potreby výcviku operátorov – špecializované zariadenie na testovanie a rozvoj psychomotorických atribútov študentov  a  elektronický záznamový systém akčných zásahov operátora a autopilota do riadenia lietajúceho prostriedku.

Pomocou optimalizovaných moderných technických zariadení, ktoré budú v rámci tohto projektu vytvorené na základe existujúcich prototypov, bude možné zefektívniť, optimalizovať a personalizovať  základný výcvik študenta - operátora UAV, zlepšiť a zefektívniť u študenta proces poznávania a poskytnúť mu kvalitný vzdelávací kurz na technicky zameranej vysokej škole.

Project annotation in English language

Small Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) often not terminologically correctly called unpiloted aircrafts have nowadays come out on the top of the interests in almost all areas of our lifes. In civil applications, vehicles with the weight up to the 25 kg are mostly used – from the research applications such for example geophysical surveys, photogrammetry through the search and rescue applications to their commercial utilization in the logistic services for the various small shipment transportation or in critical situations for possible pharmaceuticals transportation in times of disasters or pandemics.

Despite the possibility of the automated execution of some certain tasks the human factor - UAV operator will keep on being prepared to respond to the unpredictable situations, which cannot be solved automatically by the electronics. The UAV operator has to be always prepared to take over the control of the vehicle flying in the semi-autonomous or autonomous mode and to solve the acute situation so to prevent damages on the property or even of to save human life. The operators’ training plays an important role in the process of the operational safety of these aerial vehicles.

Within the framework of the research and pedagogical activities the team at the Faculty of Aeronautics of the Technical University of Košice have dealt on a long-term basis with the UAVs not only from the technical/sensoric and application but also from the pedagogical point of view. In accordance with the modern trends in the area of education it is necessary to support the method of the troubleshooting teaching and recognition during the practical experiments in the specialized laboratories during the fligh trainig or during the education of the aviation technicians. Currently it is required to perceive a student as a unique entity with the individual needs, to which it is in a certain measure possible to adjust the education process and to optimize it. This fact is particularly important during the training of the flying, control and technical aviation personnel, which has been trained at our Faculty on the long-term basis. It is possible to also further apply this long-term experience for the effective UAV operator training, who should within the frame of their study/course/training in addition to the aviation flight training also pass through the education in the technical area that will increase their potential in the future labor market.

The UAV operator should not be "only" a remote pilot, he should be also a technician able to work expertly with the aerial vehicle, to have complex technical knowledge about the vehicle and to know how to perform the maintenance of the vehicle. To support this idea, the proposed project deals with the solution of the partial task of the basic training of the small UAV operator - by the creation of the specialized educational aids for the specialized education in this area. The specialized laboratory appliances and study material will be developed for the existing specialized laboratory / workstation for the small unmanned aerial system (UAS) testing. Based on the results and experience of the team members gained until now various equipment will be adjusted and optimized for the requirements of the UAV operator training – specialized equipment for the testing and development of the psychomotor attributes of students will be performed and the electronic recording system of the operator's and autopilot's actions into the control of an unmanned aerial vehicle.

Using the optimized modern technical equipment, which will be created within the frame of the project on the basis of the existing prototypes, it will be possible to make the basic training of the UAV operator more effective, to optimize it and to personalise it, and thus to improve and enhance the cognition process of a student and to offer a high-quality education course at the technically focused university.

Financial grant of MŠVVandŠ SR within KEGA

	Financial grant of MŠVVandŠ SR within KEGA	Capital expenditures in €
Drawn in year 2024	10 694,00	0,00