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Towards an Operational Design Domain for Safe Human-AI Teaming in the Field of AI-Based Air Traffic Controller Operations

Stefani, Thomas und Jameel, Mohsan und Gerdes, Ingrid und Hunger, Robert und Bruder, Carmen und Hoemann, Elena und Christensen, Johann Maximilian und Girija, Akshay Anilkumar und Köster, Frank und Krüger, Thomas und Hallerbach, Sven (2024) Towards an Operational Design Domain for Safe Human-AI Teaming in the Field of AI-Based Air Traffic Controller Operations. In: 43rd AIAA DATC/IEEE Digital Avionics Systems Conference, DASC 2024. IEEE. 43rd IEEE/AIAA Digital Avionics Systems Conference (DASC), 2024-09-29 - 2024-10-03, San Diego, CA, USA. doi: 10.1109/DASC62030.2024.10749684. ISBN 979-835034961-0. ISSN 2155-7195.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich
4MB

Kurzfassung

Advances in Artificial Intelligence (AI) introduce both promising real-world applications in various fields such as aviation but also challenges in assuring safety. Regulators in aviation mandate, as with any other application, compliance of these AI-based systems with high safety standards. This especially holds for Human-AI Teaming. The European Union Aviation Safety Agency (EASA) outlined in their concept paper the definitions of cooperation and collaboration between humans and AI, as well as the differences in terms of authority and task allocation. Therein, the question of safety in situations of collaboration with shared goals, dynamic task allocation, and partial authority within the Human-AI team is paramount. As a safety concept, EASA requires the usage of Operational Design Domains (ODDs) from the automotive field. In this work, the concept of ODDs is transferred to the Air Traffic Control (ATC) domain. An initial ODD is defined for an AI-based digital team partner that supports Air Traffic Controllers in their daily work even for safety-critical tasks such as conflict detection and resolution. Additionally, the required tools for successfully executing this task is demonstrated. Based on the ODD description, conflict scenarios are generated and tested in a simulation environment, showcasing situations inside and outside the ODD. Based on these results, the feasibility of using ODDs in ATC is discussed, outlining a potential step towards the safe application of Human-AI Teaming.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/207857/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Towards an Operational Design Domain for Safe Human-AI Teaming in the Field of AI-Based Air Traffic Controller Operations
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Stefani, ThomasThomas.Stefani (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-7352-0590172753756
Jameel, Mohsanmohsan.jameel (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gerdes, IngridIngrid.Gerdes (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hunger, RobertRobert.Hunger (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0008-5127-0832172753757
Bruder, CarmenCarmen.Bruder (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2638-2361NICHT SPEZIFIZIERT
Hoemann, Elenaelena.hoemann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9315-548X172753760
Christensen, Johann Maximilianjohann.christensen (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9871-122X172753763
Girija, Akshay Anilkumarakshay.anilkumargirija (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4384-9739172753767
Köster, Frankfrank.koester (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Krüger, Thomasthomas.krueger (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hallerbach, SvenSven.Hallerbach (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:September 2024
Erschienen in:43rd AIAA DATC/IEEE Digital Avionics Systems Conference, DASC 2024
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.1109/DASC62030.2024.10749684
Verlag:IEEE
ISSN:2155-7195
ISBN:979-835034961-0
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Operational Design Domain, AI Engineering, Human-AI Teaming, Air Traffic Control
Veranstaltungstitel:43rd IEEE/AIAA Digital Avionics Systems Conference (DASC)
Veranstaltungsort:San Diego, CA, USA
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:29 September 2024
Veranstaltungsende:3 Oktober 2024
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Kollaboration von Luftfahrt-Operateuren und KI-Systemen
Standort: Ulm
Institute & Einrichtungen:Institut für Flugführung > Lotsenassistenz
Institut für KI-Sicherheit
Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin > Luft- und Raumfahrtpsychologie
Hinterlegt von: Stefani, Thomas
Hinterlegt am:04 Nov 2024 08:52
Letzte Änderung:18 Dez 2024 11:20

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