Elke jaar soek redders na tienduisende mense wat in die natuur vermis word. Vanuit die stede lyk ons tegnologiese krag so enorm dat dit enige taak kan hanteer. Dit lyk asof jy 'n dosyn hommeltuie neem, 'n kamera en 'n termiese beeldhouer aan elkeen koppel, 'n neurale netwerk aanheg en dit is dit - dit sal enigiemand binne 15 minute vind. Maar dit is glad nie waar nie.
Tot nou toe het tegnologie baie beperkings in die gesig gestaar, en reddingspanne fynkam groot gebiede met honderde vrywilligers.
Verlede jaar het die Sistema-liefdadigheidstigting die Odyssey-projek van stapel gestuur om nuwe tegnologieë vir soekende mense te vind. Honderde ingenieurs en ontwerpers het daaraan deelgeneem. Maar selfs tegnologies vaardige en ervare mense het soms nie besef hoe ondeurdringbaar die woud vir tegnologie is nie.
In 2013 het twee dogtertjies, Alina Ivanova en Ayana Vinokurova, in die dorpie Sinsk in Yakutia verdwyn. Enorme magte is ontplooi om na hulle te soek: hulle het honderde vrywilligers, reddingspanne, duikers en hommeltuie met termiese beeldhouers toegerus. Die helikopter-beeldmateriaal is openbaar gemaak sodat almal die opnames op die internet kon bekyk. Maar daar was nie genoeg krag nie. Wat met die meisies gebeur het, is nog onbekend.
Yakutia is groot. As dit 'n staat was, sou dit volgens gebied onder die tien grootste wees. Maar minder as 'n miljoen mense woon op hierdie reusagtige gebied. In so 'n eindelose, verlate taiga het Nikolai Nakhodkin vir 12 jaar in die Reddingsdiens van Yakutia gewerk, waarvan 9 as 'n leier. Wanneer toestande erger as ooit is en hulpbronne skaars is, moet ons met nuwe maniere vorendag kom om mense te vind. En soos Nikolai sê, idees kom nie uit 'n goeie lewe nie.
Nikolay Nakhodkin
Sedert 2010 gebruik die Yakutia-reddingsdiens hommeltuie. Dit is 'n aparte organisasie van die Ministerie van Noodsituasies van die Russiese Federasie, wat deur die republiek self gefinansier word. Daar is nie sulke streng regulasies vir toerusting nie, so die Ministerie van Noodsituasies het heelwat later hommeltuie begin gebruik. Daar is ook 'n wetenskaplike groep binne die diens, waar entoesiastiese ingenieurs toegepaste tegnologieë vir redders ontwikkel.
“Die bestaande soekmetodes wat die Ministerie van Noodsituasies, die reddingsdienste en allerhande wetstoepassingsagentskappe het, het sedert die 30's nie verander nie. Die spoorsnyer volg die spoor, die hond help om nie te verdwaal nie,” sê Alexander Aitov, wat die leier van die wetenskaplike groep was. “As ’n persoon nie gevind word nie, verrys ’n hele dorpie, twee, drie, in Yakutia. Almal verenig en fynkam die woude. Om na 'n lewende mens te soek, is elke uur belangrik, en die tyd raak vinnig min. Daar is nooit genoeg daarvan nie. Toe die tragedie in Sinsk gebeur het, was baie mense en toerusting betrokke, maar sonder resultate. Soortgelyke situasies gebeur wanneer daar in die verlate taiga gesoek word. Om dit op een of ander manier reg te stel, het die idee gekom om nie die vermiste persoon as ’n passiewe skakel te beskou nie, maar om sy eie begeerte te gebruik om homself en sy aktiewe dors na die lewe te red.”
Reddingsingenieurs het besluit om reddingslig- en klankbakens saam te stel – taamlik groot maar liggewig toestelle wat vir 'n lang tyd 'n harde klank en gloei uitstraal en dag en nag aandag trek. ’n Verlore persoon wat na hulle toe kom, sal water, beskuitjies en vuurhoutjies kry – en terselfdertyd opdragte om stil te sit en op redders te wag.
Sulke bakens is op 'n afstand van drie kilometer van mekaar geleë en omring die benaderde soekgebied vir die vermiste persoon. Hulle maak 'n lae geluid, asof 'n kar dreun - want hoë frekwensies propageer baie erger in die bos. Dikwels het diegene wat gered is gedink hulle volg die geluid van die pad of 'n groep toeriste wat op die punt was om te vertrek.
Vuurtorings was ongelooflik eenvoudig. Dit was nie die eerste keer dat die wetenskaplike groep elementêre maar vernuftige oplossings geïmplementeer het nie.
“Hulle het byvoorbeeld 'n drywende pak vir redders ontwikkel. Die broek en baadjie lyk soos gewone oorpakke, maar in die water hou dit 'n mens aan die gang. Om heeltemal utilitaries te wees, is die pak twee-laag. Poliuretaan-skuimkorrels word binne-in vasgewerk. Daar is 'n ontwikkeling vir duikerduik by lae temperature. Wanneer saamgeperste lug uitsit in koue weer, word die kleppe bedek met ryp, en die persoon versmoor. Verskeie institute kon nie uitvind wat om hiermee te doen nie - hulle het spesiale materiale ontwikkel, elektriese verwarming gemaak en allerhande moderne benaderings ingestel.
Ons ouens het die probleem vir 500 roebels opgelos. Hulle het die koue lug wat uit die silinder kom (en hulle gaan selfs by -57 onder water) deur 'n spoel wat deur 'n Chinese termosfles gaan. Die lug word warm, mense gaan onder water en kan daar werk.”
Maar die bakens is te eenvoudig; hulle het nie baie nuttige funksies nie. Tydens soekoperasies moes die redder gereeld lang afstande hardloop om elke baken na te gaan. As daar tien bakens is, moet die redder elke 30-3 uur 4 km deur die taiga stap.
In 2018 het die Sistema liefdadigheidstigting die Odyssey-projek geloods, 'n kompetisie vir spanne wat met behulp van nuwe tegnologie die nuutste maniere sal probeer vind om vermiste mense in die natuur te red. Nikolai Nakhodkin en Alexander Aitov en hul vriende het besluit om deel te neem - hulle het die span "Nakhodka" genoem en hul eenvoudigste toestel gebring om dit in kompetisie met ander te verbeter.
Volgens die Ministerie van Binnelandse Sake het byna 2017 duisend mense in 84 in Rusland verdwyn, en die helfte van hulle is nie gevind nie. Gemiddeld honderd mense het na elke vermiste persoon gesoek. Daarom was die missie van die Odyssey-kompetisie "om tegnologie te skep wat sal help om vermiste mense in die woud te vind sonder 'n bron van kommunikasie. Dit kan toestelle, sensors, hommeltuie, nuwe kommunikasiemiddele en enigiets wees waartoe jou verbeelding in staat is.”
“Een van die nie-vanselfsprekende oplossings – of fantasies – is 'n lugskip wat met 'n bioradarstelsel toegerus is. Maar die span het nie ’n prototipe gehad nie, en hulle het hulself beperk tot die aanbieding van hul idee,” sê die kompetisiekenner Maxim Chizhov.
’n Ander span het besluit om ’n seismiese sensor te gebruik – ’n toestel wat, tussen vibrasies op die grond, menslike stappe kan herken en die rigting kan wys waaruit hulle kom. Met behulp van die prototipe het hulle selfs daarin geslaag om 'n ekstra te vind wat die "verlore een" (soos die deelnemers hulle liefdevol genoem het) uitgebeeld het, maar die span het nie ver in die kompetisie gekom nie.
Teen Junie 2019, ná verskeie oefentoetse in die woude van die Leningrad-, Moskou- en Kaluga-streke, het die 19 beste spanne die halfeindronde gehaal. Hulle het die taak gekry om twee ekstras in minder as 2 uur op 'n oppervlakte van 4 vierkante kilometer te vind. Die een het deur die bos beweeg, die ander een het op een plek gelê. Elke span het twee pogings gehad om die persoon te vind.
“Onder die semi-finaliste wou een span 'n swerm hommeltuie skep wat onder die boomtoppe moes vlieg, beheer deur kunsmatige intelligensie, die rigting van beweging bepaal, om stamme vlieg, takke en takkies ontwyk. Deur KI te gebruik, sou dit die omgewing ontleed en die persoon identifiseer.
Maar hierdie oplossing is nog redelik ver daarvan om in 'n funksionerende vorm geïmplementeer te word. Ek dink dit sal ongeveer 'n jaar neem voordat dit werk, ten minste onder toetstoestande,” sê Maxim Chizhov.
Die ALB-soekspan was naby aan sukses. Hulle het 'n luidspreker aan boord gehad wat aan 'n walkie-talkie gekoppel is, 'n mikrofoon wat na die omliggende ruimte kon luister, 'n kamera en 'n rekenaar met KI en 'n opgeleide neurale netwerk wat foto's van die kamera in reële tyd verwerk, waar 'n persoon kon gesien word.
“Die operateur kon nie duisende beelde, wat fisies onmoontlik is nie, maar dosyne of selfs eenhede ontleed en dan 'n besluit neem: of die hommeltuig se roete moet verander, of 'n bykomende hommeltuig nodig is vir verkenning, of dadelik 'n soekspan moet stuur. ”
Maar die meeste spanne het soortgelyke probleme in die gesig gestaar - die tegnologieë was nie aangepas by die toestande van 'n regte woud nie.
Rekenaarvisie, waarop baie staatgemaak het, het in toetse in parke en bosvelde gewerk – maar was nutteloos in digte woude.
Termiese beeldhouers, waarop sowat 'n derde van die spanne gehoop het, het ook ondoeltreffend geblyk te wees. In die somer – en dit is wanneer die meeste mense verdwyn – word die blare so warm dat dit in ’n aaneenlopende warm plek verander. Dit is makliker om snags binne 'n kort tydjie te soek, maar daar is steeds baie hittekolle - verhitte stompe, diere en nog baie meer. ’n Kamera kan help om verdagte plekke te verifieer, maar snags is dit van min nut.
Boonop het termiese beeldhouers moeilik bekombaar geblyk te wees. "Ongelukkig, as gevolg van die beperkings wat die EU en ander lande aan ons opgelê het, is goeie termiese beelders nie in Rusland beskikbaar nie," sê Alexey Grishaev van die Vershina-span, wat op hierdie tegnologie staatgemaak het.
“Termiese beelde wat op die mark beskikbaar is, het 'n digitale uitset met 'n frekwensie van 5-6 rame per sekonde en 'n bykomende analoog video-uitset met 'n hoë raamtempo maar lae beeldkwaliteit. Op die ou end het ons 'n baie goeie Chinese termiese beeldhouer gevind. Jy kan sê ons was gelukkig – daar was net een so in Moskou. Maar dit het 'n prentjie op 'n klein monitor vertoon waar niks sigbaar was nie.
Die meeste spanne het die video-uitvoer gebruik. Ons span kon die model verfyn en 'n hoë-gehalte digitale beeld daaruit teen 'n frekwensie van 30 rame per sekonde verkry. Die resultaat is 'n baie ernstige termiese beeldhouer. Seker net militêre modelle is beter.”
Maar selfs hierdie probleme is net die begin. Gedurende die kort tyd wat die UAV oor die soekgebied gevlieg het, het kameras en termiese beeldhouers tienduisende beelde versamel. Dit was onmoontlik om hulle onmiddellik na die punt oor te dra – daar was geen internet of sellulêre kommunikasie bo die woud nie. Daarom het die hommeltuig teruggekeer na die punt, die opnames is van sy media afgelaai, en het ten minste 'n halfuur hieraan bestee, en op die ou end het hulle so 'n hoeveelheid materiaal ontvang dat dit nie fisies moontlik sou wees om dit binne ure te sien nie. In hierdie situasie het die Vershina-span 'n spesiale algoritme gebruik wat beelde uitgelig het waar termiese anomalieë opgespoor is. Dit het dataverwerkingstyd verminder.
“Ons het gesien dat nie al die spanne wat na die kwalifikasietoetse gekom het, verstaan het wat 'n bos is nie. Dat die radiosein in die woud anders voortplant en redelik vinnig verlore gaan,” het Maxim Chizhov op 'n perskonferensie aangekondig. “Ons het ook die verbasing van die spanne gesien toe die verbinding reeds op 'n afstand van een en 'n half kilometer vanaf die beginpunt verloor is. Vir sommige was die gebrek aan internet bo die woud 'n verrassing. Maar dit is die werklikheid. Dit is die woud waar mense verdwaal.”
Die tegnologie gebaseer op lig- en klankbakens het hom goed gewys. Vier spanne het die eindronde gehaal, waarvan drie op hierdie besluit staatgemaak het. Onder hulle is "Nakhodka" van Yakutia.
“Toe ons hierdie oerwoud naby Moskou sien, het ons dadelik besef dat daar niks met hommeltuie daar te doen was nie. Elke gereedskap is nodig vir ’n spesifieke taak, en dit is goed om groot oop ruimtes te inspekteer,” sê Alexander Aitov.
Teen die halfeindronde het die span net drie mense gehad wat deur die bos gestap en bakens in die soekgebied geplaas het. En terwyl baie ingenieursprobleme opgelos het, het Nakhodka soos redders gewerk. "Jy moet 'n nie-agrariese sielkunde gebruik wanneer jy net die gebied dek. Jy moet jou soos ’n redder gedra, jouself in die plek van die vermiste persoon plaas, kyk na die benaderde rigting waarheen hy kan gaan, watter paaie.”
Maar teen hierdie tyd was die Nakhodka-vuurtorings nie meer so eenvoudig soos wat hulle etlike jare gelede in Yakutia was nie. Met behulp van Sistema-toelaes het die span se ingenieurs radiokommunikasietegnologie ontwikkel. Nou, wanneer 'n persoon 'n vuurtoring kry, druk hy 'n knoppie, redders ontvang dadelik 'n sein en weet presies by watter vuurtoring die verlore persoon vir hulle gaan wag. Die UAV is nie nodig vir soektog nie, maar om 'n radioseinherhaler in die lug op te lig en die transmissieradius van die aktiveringssein vanaf die bakens te verhoog.
Nog twee spanne het hele soekstelsels ontwikkel wat op klankbakens gebaseer is. Die MMS-reddingspan het byvoorbeeld 'n netwerk van draagbare bakens geskep, waar elke baken 'n herhaler is, wat dit moontlik maak om 'n sein oor die aktivering daarvan uit te stuur, selfs in die afwesigheid van direkte radiokommunikasie met die soekhoofkwartier.
"Ons het 'n groep entoesiaste wat hierdie taak vir die eerste keer aangepak het," sê hulle. “Ons was betrokke by ander bedrywe – tegnologie, IT, ons het spesialiste van die ruimteveld. Ons het bymekaargekom, gestorm en besluit om hierdie besluit te neem. Die belangrikste kriteria was lae koste en gemak van gebruik. Sodat mense sonder opleiding dit kan neem en toepas.”
'n Ander span, die Stratonauts, kon 'n ekstra die vinnigste vind deur 'n soortgelyke oplossing te gebruik. Hulle het 'n spesiale toepassing ontwikkel wat die posisie van die hommeltuig, die ligging van die bakens en die posisie van alle redders opgespoor het. Die hommeltuig wat die bakens afgelewer het, het ook as ’n herhaler vir die hele stelsel opgetree, sodat die sein van die bakens nie in die bos verlore sou raak nie.
“Dit was nie maklik nie. Eendag het ons behoorlik nat geword. Twee van ons mense het deur 'n meevaller die bos ingevaar, en hulle het besef dat dit nog lank nie op 'n piekniek was nie. Maar ons het moeg en gelukkig teruggekeer – ons het immers die persoon in albei pogings in net 45 minute gekry,” sê Stanislav Yurchenko van Stratonauts.
“Ons het hommeltuie gebruik om bakens na die middel van die sone te skuif om maksimum dekking te verseker. Die hommeltuig kan een baken in een vlug dra. Dit is lank – maar vinniger as ’n mens. Ons het klein kompakte hommeltuie DJI Mavick gebruik - een baken is die grootte daarvan. Dit is die maksimum wat dit kan dra, maar dit werk uit op 'n begroting. Natuurlik wil ek 'n heeltemal outonome oplossing vind. Met KI, sodat die hommeltuig die bos skandeer en die vrystellingspunte bepaal. Ons het nou 'n operateur, maar na 'n kilometer, as ons nie bykomende toestelle gebruik nie, eindig die verbinding. Daarom sal ons in die volgende fase met iets vorendag kom.”
Maar nie 'n enkele span het 'n geïmmobiliseerde persoon gevind nie, en bowenal, hulle het nooit uitgepluis hoe om dit te doen nie. Teoreties het net die Vershina-span 'n kans gehad om hom te kry, wat, ten spyte van al die probleme, die man kon opspoor en tot die eindronde kon deurdring met 'n termiese beelder en kamera.
“Ons het aanvanklik die idee gehad om twee vliegtuigtipe hommeltuie te gebruik,” sê Alexey Grishaev van Vershina, “Ons het dit ontwikkel om die samestelling van die atmosfeer te bepaal, en ons het steeds die taak om 'n alleweer-UAV te maak. Ons het besluit om hulle in hierdie kompetisie te probeer. Die spoed van elkeen is van 90 tot 260 km/h. Die hoë spoed en unieke aerodinamiese eienskappe van die UAV bied die vermoë om in enige weerstoestande te soek en laat jou toe om vinnig 'n gegewe area te skandeer.
Die voordeel van sulke toestelle is dat hulle nie val wanneer die enjin afgeskakel word nie, maar aanhou gly en met 'n valskerm land. Die nadeel is dat hulle nie so manoeuvreerbaar is soos quadcopters nie.
Die hoof Vershina hommeltuig is toegerus met 'n termiese beelder en 'n hoë-resolusie kamera wat deur die span gewysig is, terwyl die tweede hommeltuig net 'n fotokamera het. Aan boord van die hoof-UAV is daar 'n mikrorekenaar, wat, met behulp van sagteware wat deur die span ontwikkel is, onafhanklik termiese afwykings opspoor en hul koördinate met 'n gedetailleerde beeld van beide kameras stuur. "Op hierdie manier hoef ons nie al die materiaal regstreeks te kyk nie, wat, om jou 'n idee te gee, ongeveer 12 000 beelde per uur se vlug is."
Maar die span het onlangs die vliegtuigtegnologie geskep, en daar was nog baie probleme daarmee – met die lanseringstelsel, met die valskerm, met die autopilot. “Ons was bang om hom vir toetse te neem – hy kon net omval. Ek wou tegniese probleme vermy. Daarom het ons 'n klassieke oplossing geneem - DJI Matrice 600 Pro."
Ten spyte van al die probleme, as gevolg van baie verlate kameras en termiese beelders, kon Vershina 'n ekstra kry. Dit het baie werk geverg, eerstens met die termiese beeldhouer, en tweedens met die soekmetodes self.
Vir drie maande het die span tegnologie getoets wat 'n termiese beeldhouer die grond tussen die afdakke kon bekyk. “Daar was ’n mate van geluk, want die ekstras se roete het deur sulke woude geloop dat nie ’n enkele termiese beeldhouer iets sou sien nie. En as 'n persoon moeg is en iewers onder 'n boom gaan sit, sal dit onmoontlik wees om hom te kry.
Van die begin af het ons geweier om die bos heeltemal met ons UAV's te fynkam. Ons het eerder besluit om die persoon te soek deur oor oopte, ooptes en oop areas te vlieg. Ek het vooraf by die terrein aangekom om die area te bestudeer, en met behulp van alle beskikbare aanlyn kaarte, het roetes vir die UAV net oor daardie plekke geteken waar 'n persoon teoreties sigbaar kon wees.”
Volgens Alexey is die gebruik van verskeie hommeltuie gelyktydig baie duur (een draer met 'n tegniese oplossing om aan boord te soek kos meer as 2 miljoen roebels), maar op die ou end sal dit nodig wees. Hy glo dit bied 'n kans om 'n stilstaande ekstra raak te sien. “Ons wou aanvanklik 'n bedlêende persoon soek. Dit het vir ons gelyk of ons in elk geval iets mobiels sou kry. En die spanne met bakens het net gesoek na iets wat beweeg.”
Ek het vir Alexander Aitov van die Nakhodka-span gevra - dink hulle nie almal het reeds vooraf 'n statiese persoon begrawe nie? Bakens is immers vir hom nutteloos.
Hy het daaroor gedink. Dit het vir my gelyk of al die ander spanne met glimlagte en 'n vonkel in hul oë praat oor die oplossing van ingenieursprobleme. Die ouens van MMS Rescue het geskerts dat 'n vallende baken direk op 'n liggende persoon kan val. Die "Stratonauts" het erken dat dit 'n baie moeilike supertaak is waarvoor daar nog geen idees is nie. En die redder van Nakhodka het, soos dit vir my gelyk het, met 'n mengsel van hartseer en hoop gepraat:
— 'n Drie-en-'n-half-jarige meisie het in ons taiga verdwyn. Sy het twaalf dae daar deurgebring, en tien dae lank is 'n soektog deur 'n groot aantal mense gedoen. Toe hulle haar kry, het sy in die gras gelê, amper onsigbaar van bo af. Slegs gevind deur te kam.
As daar bakens geplaas is... op drie en 'n half jaar oud is die kind reeds redelik by sy bewussyn. En miskien sou sy hom genader het en die knoppie gedruk het. Ek dink sommige lewens sou gered gewees het.
- Is sy gered?
- Sy ja.
In die herfs sal die vier oorblywende spanne na die Vologda-streek gaan, en die taak voor hulle sal baie moeiliker wees - om 'n persoon in 'n sone met 'n radius van 10 kilometer te vind. Dit wil sê oor 'n oppervlakte van meer as 300 vierkante kilometer. In toestande waar die hommeltuig 'n halfuur se vlug het, word sig deur die boomtoppe verpletter, en kommunikasie verdwyn na net 'n kilometer. Soos Maxim Chizhov sê, is nie 'n enkele prototipe gereed vir sulke toestande nie, hoewel hy glo dat almal 'n kans het. Grigory Sergeev, voorsitter van die Lisa Alert soek-en-reddingspan, voeg by:
“Ons is vandag gereed om 'n paar tegnologieë te gebruik wat ons gesien het, en dit sal doeltreffend wees. En ek doen 'n beroep op alle deelnemers en nie-deelnemers - ouens, toets die tegnologie! Kom soek saam met ons! En dan sal dit vir niemand 'n geheim wees dat die woud ondeursigtig is vir radioseine, en die termiese beeldhouer nie deur die krone kan sien nie. My hoofdroom is om meer mense met minder moeite te vind.”
Bron: will.com