Cada any, els socorristes cerquen desenes de milers de persones desaparegudes a la natura. Des de les ciutats, el nostre poder tecnològic sembla tan enorme que pot fer front a qualsevol tasca. Sembla que agafeu una dotzena de drons, connecteu una càmera i una càmera tèrmica a cadascun, connecteu una xarxa neuronal i ja està: trobarà qualsevol persona en 15 minuts. Però això no és cert.
Fins ara, la tecnologia s'enfronta a moltes limitacions, i els equips de rescat estan pentinant zones enormes amb centenars de voluntaris.
L'any passat, la fundació solidària Sistema va llançar el projecte Odyssey per trobar noves tecnologies per a la recerca de persones. Hi van participar centenars d'enginyers i dissenyadors. Però fins i tot la gent experta i experimentada en tecnologia de vegades no es va adonar de com d'impenetrable és el bosc per a la tecnologia.
L'any 2013, dues nenes petites, Alina Ivanova i Ayana Vinokurova, van desaparèixer al poble de Sinsk, a Yakutia. Es van desplegar forces enormes per buscar-los: van equipar centenars de voluntaris, equips de rescat, bussejadors i drons amb càmeres tèrmiques. Les imatges de l'helicòpter es van fer públiques perquè tothom pogués veure les gravacions a Internet. Però no hi havia prou força. Encara es desconeix què va passar amb les noies.
Yakutia és enorme. Si fos un estat, estaria entre els deu més grans per àrea. Però menys d'un milió de persones viuen en aquest gegantí territori. En una taigà tan interminable i deserta, Nikolai Nakhodkin va treballar durant 12 anys al Servei de Rescat de Yakutia, 9 dels quals com a líder. Quan les condicions són pitjors que mai i els recursos són escassos, hem de trobar noves maneres de trobar gent. I com diu Nikolai, les idees no provenen d'una bona vida.
Nikolai Nakhodkin
Des del 2010, el Servei de Rescat de Yakutia utilitza drons. Aquesta és una organització independent del Ministeri de Situacions d'Emergència de la Federació Russa, finançada per la mateixa república. No hi ha una normativa tan estricta per als equips, de manera que el Ministeri de Situacions d'Emergència va començar a utilitzar drons molt més tard. També hi ha un grup científic dins del servei, on enginyers entusiastes estan desenvolupant tecnologies aplicades per als socorristes.
“Els mètodes de recerca existents que el Ministeri de Situacions d'Emergència, els serveis de rescat i tot tipus d'agències de l'ordre no han canviat des dels anys 30. El rastrejador segueix el rastre, el gos ajuda a no perdre's", diu Alexander Aitov, que era el líder del grup científic. “Si no es troba una persona, un poble sencer, dos, tres, s'aixeca a Yakutia. Tothom s'uneix i pentina els boscos. Per buscar una persona viva, cada hora és important, i el temps s'esgota ràpidament. Mai n'hi ha prou. Quan va passar la tragèdia a Sinsk, hi va haver molta gent i equipaments implicats, però sense resultats. Situacions similars ocorren quan es busca a la taigà deserta. Per corregir-ho d'alguna manera, la idea va sorgir no per percebre la persona desapareguda com un enllaç passiu, sinó utilitzar el seu propi desig per salvar-se i la seva set activa de vida".
Els enginyers de rescat van decidir muntar balises de llum i so de rescat: dispositius força grans però lleugers que emeten un so fort i brillant durant molt de temps, cridant l'atenció dia i nit. Una persona perduda, que s'acosta a ells, trobarà aigua, galetes i llumins, i al mateix temps instruccions per seure quiet i esperar els socorristes.
Aquestes balises es troben a una distància de tres quilòmetres l'una de l'altra i encerclen l'àrea de cerca aproximada de la persona desapareguda. Fan un so baix, com si un cotxe estigués rebombori, perquè les freqüències altes es propaguen molt pitjor al bosc. Sovint els rescatats pensaven que seguien el soroll de la carretera o un grup de turistes a punt de marxar.
Els fars eren increïblement senzills. No era la primera vegada que el grup científic implementava solucions elementals però enginyoses.
"Per exemple, van desenvolupar un vestit flotant per als socorristes. Els pantalons i la jaqueta semblen un mono normal, però a l'aigua mantenen una persona a flotació. Per ser completament utilitari, el vestit és de dues capes. Els grànuls d'escuma de poliuretà estan cosits a l'interior. Hi ha un desenvolupament per al busseig a baixes temperatures. Quan l'aire comprimit s'expandeix en temps fred, les vàlvules es cobreixen de gelades i la persona s'ofega. Diversos instituts no van poder esbrinar què fer amb això: van desenvolupar materials especials, van fer calefacció elèctrica i van introduir tot tipus d'enfocaments moderns.
Els nostres nois van resoldre el problema per 500 rubles. Van fer passar l'aire fred que surt del cilindre (i van sota l'aigua fins i tot a -57) per una bobina passada per un termo xinès. L'aire s'escalfa, la gent va sota l'aigua i hi pot treballar".
Però les balises són massa senzilles; no tenen moltes funcions útils. Durant les operacions de recerca, el socorrista havia de córrer regularment llargues distàncies per comprovar cada balisa. Si hi ha deu balises, el rescatador ha de caminar 30 km per la taigà cada 3-4 hores.
L'any 2018, la fundació solidària Sistema va llançar el projecte Odissea, un concurs per a equips que, utilitzant les noves tecnologies, intentaran trobar les últimes maneres de rescatar les persones desaparegudes en estat salvatge. Nikolai Nakhodkin i Alexander Aitov i els seus amics van decidir participar: van anomenar l'equip "Nakhodka" i van portar el seu dispositiu més senzill per millorar-lo en competició amb els altres.
Segons el Ministeri de l'Interior, gairebé 2017 mil persones van desaparèixer a Rússia el 84, i la meitat d'elles no es van trobar. De mitjana, un centenar de persones van buscar cada persona desapareguda. Per tant, la missió del concurs Odissea era “crear tecnologies que ajudin a trobar persones desaparegudes al bosc sense font de comunicació. Aquests podrien ser dispositius, sensors, drons, nous mitjans de comunicació i qualsevol cosa de què sigui capaç la vostra imaginació".
"Una de les solucions no òbvies, o de fantasia, és una aeronau equipada amb un sistema de bioradar. Però l'equip no tenia un prototip i es van limitar a presentar la seva idea", diu l'expert en competició Maxim Chizhov.
Un altre equip va decidir utilitzar un sensor sísmic, un dispositiu que, entre les vibracions a terra, pot reconèixer els passos humans i mostrar la direcció d'on provenen. Amb l'ajuda del prototip, fins i tot van aconseguir trobar un figurant que retratés el “perdut” (com els anomenaven afectuosament els participants), però l'equip no va arribar lluny a la competició.
Al juny de 2019, després de diverses proves d'entrenament als boscos de les regions de Leningrad, Moscou i Kaluga, els 19 millors equips van arribar a les semifinals. Se'ls va encarregar de trobar dos extres en menys de 2 hores en una superfície de 4 quilòmetres quadrats. Un es movia pel bosc, l'altre estava estirat en un lloc. Cada equip va fer dos intents per trobar la persona.
“Entre els semifinalistes, un equip volia crear un eixam de drons que havien de volar sota les copes dels arbres, controlats per la intel·ligència artificial, determinant la direcció del moviment, volant al voltant dels troncs, esquivant branques i branques. Mitjançant la IA, analitzaria l'entorn i identificaria la persona.
Però aquesta solució encara està bastant lluny de ser implementada de manera funcional. Crec que trigarà aproximadament un any a funcionar, almenys en condicions de prova", diu Maxim Chizhov.
L'equip de cerca ALB va estar a prop de l'èxit. Tenien a bord un altaveu que es connectava a un walkie-talkie, un micròfon que podia escoltar l'espai circumdant, una càmera i un ordinador amb intel·ligència artificial i una xarxa neuronal entrenada que processava imatges de la càmera en temps real, on una persona podia ser vist.
"L'operador podria analitzar no milers d'imatges, cosa que és físicament impossible, sinó desenes o fins i tot unitats, i després prendre una decisió: si canviar la ruta del dron, si cal un dron addicional per al reconeixement o enviar immediatament un equip de cerca. ”
Però la majoria dels equips es van enfrontar a problemes similars: les tecnologies no estaven adaptades a les condicions d'un bosc real.
La visió per ordinador, en què molts confiaven, va funcionar en proves a parcs i boscos, però va resultar inútil en boscos densos.
Les càmeres tèrmiques, que aproximadament un terç dels equips esperaven, també van resultar ineficaços. A l'estiu, i és quan la majoria de persones desapareixen, el fullatge s'escalfa tant que es converteix en un punt calent continu. És més fàcil cercar en un curt període de temps a la nit, però encara hi ha molts punts de calor: soques escalfades, animals i molt més. Una càmera podria ajudar a verificar llocs sospitosos, però a la nit no serveix de res.
A més, les càmeres tèrmiques van resultar ser difícils d'obtenir. "Desafortunadament, a causa de les restriccions que ens imposa la UE i altres països, no hi ha bones càmeres tèrmiques disponibles a Rússia", va dir Alexey Grishaev de l'equip de Vershina, que es basava en aquesta tecnologia.
"Les càmeres d'imatge tèrmica disponibles al mercat tenen una sortida digital amb una freqüència de 5-6 fotogrames per segon i una sortida de vídeo analògic addicional amb una velocitat de fotogrames alta però de baixa qualitat d'imatge. Al final, vam trobar una molt bona càmera tèrmica xinesa. Es podria dir que vam tenir sort: només n'hi havia un com aquest a Moscou. Però mostrava una imatge en un monitor petit on no es veia res.
La majoria dels equips van utilitzar la sortida de vídeo. El nostre equip va ser capaç de refinar el model i obtenir-ne una imatge digital d'alta qualitat a una freqüència de 30 fotogrames per segon. El resultat és una càmera tèrmica molt seriosa. Probablement només els models militars són millors".
Però fins i tot aquests problemes són només el començament. Durant el poc temps que l'UAV va sobrevolar l'àrea de cerca, les càmeres i les càmeres tèrmiques van recollir desenes de milers d'imatges. Era impossible transmetre'ls al punt sobre la marxa: no hi havia Internet ni comunicació mòbil per sobre del bosc. Per tant, el dron va tornar al punt, les gravacions es van descarregar del seu suport, hi va dedicar almenys mitja hora, i al final van rebre tanta quantitat de material que físicament no seria possible visualitzar-lo en hores. En aquesta situació, l'equip de Vershina va utilitzar un algorisme especial que destacava imatges on es detectaven anomalies tèrmiques. Això va reduir el temps de processament de dades.
“Vam veure que no tots els equips que van venir a les proves de qualificació entenien què és un bosc. Que al bosc el senyal de ràdio es propaga de manera diferent i es perd amb força rapidesa", va anunciar Maxim Chizhov en una roda de premsa. “També vam veure la sorpresa dels equips quan es va perdre la connexió ja a un quilòmetre i mig del punt de sortida. Per a alguns, la manca d'Internet a sobre del bosc va ser una sorpresa. Però aquesta és la realitat. Aquest és el bosc on la gent es perd".
La tecnologia basada en balises de llum i so s'ha mostrat bé. Quatre equips van arribar a la final, tres dels quals es van basar en aquesta decisió. Entre ells hi ha "Nakhodka" de Yakutia.
"Quan vam veure aquesta jungla prop de Moscou, de seguida ens vam adonar que no hi havia res a veure amb els drons. Cada eina és necessària per a una tasca específica i són bones per inspeccionar grans espais oberts", diu Alexander Aitov.
A les semifinals, l'equip només tenia tres persones que van caminar pel bosc i van col·locar balises a la zona de recerca. I mentre molts estaven resolent problemes d'enginyeria, Nakhodka va treballar com a rescatadors. “Has d'utilitzar una psicologia no agrària quan només cobreixes la zona. Cal comportar-se com un rescatador, posar-se al lloc de la persona desapareguda, mirar la direcció aproximada per on pot anar, quins camins".
Però en aquest moment els fars de Nakhodka ja no eren tan senzills com ho havien estat a Yakutia fa uns quants anys. Amb l'ajuda de les subvencions del Sistema, els enginyers de l'equip van desenvolupar la tecnologia de radiocomunicació. Ara, quan una persona troba un far, prem un botó, els socorristes reben immediatament un senyal i saben exactament a quin far els esperarà la persona perduda. El dron no és necessari per a la recerca, sinó per aixecar un repetidor de senyal de ràdio a l'aire i augmentar el radi de transmissió del senyal d'activació des de les balises.
Dos equips més han desenvolupat sistemes de cerca sencers basats en balises sonores. Per exemple, l'equip de rescat de MMS ha creat una xarxa de balises portàtils, on cada balisa és un repetidor, que permet transmetre un senyal sobre la seva activació fins i tot en absència de comunicació directa per ràdio amb la seu de cerca.
"Tenim un grup d'entusiastes que s'han fet càrrec d'aquesta tasca per primera vegada", diuen. “Estàvem involucrats en altres indústries: tecnologia, informàtica, tenim especialistes del camp espacial. Ens vam reunir, vam assaltar i vam decidir prendre aquesta decisió. Els criteris principals eren el baix cost i la facilitat d'ús. Perquè la gent sense formació pugui prendre-la i aplicar-la”.
Un altre equip, els Stratonauts, va ser capaç de trobar un addicional més ràpid amb una solució similar. Van desenvolupar una aplicació especial que va fer un seguiment de la posició del dron, la ubicació de les balises i la posició de tots els socorristes. El dron que va lliurar les balises també va actuar com a repetidor de tot el sistema, de manera que el senyal de les balises no es perdés al bosc.
“No va ser fàcil. Un dia ens vam mullar molt. Dos de la nostra gent es van endinsar al bosc per una inesperada, i es van adonar que això estava lluny d'anar de pícnic. Però vam tornar cansats i feliços; després de tot, vam trobar la persona en tots dos intents en només 45 minuts", diu Stanislav Yurchenko d'Stratonauts.
"Vam utilitzar drons per moure les balises al centre de la zona per garantir la màxima cobertura. El drone pot portar una balisa en un vol. És llarg, però més ràpid que una persona. Hem utilitzat petits drons compactes DJI Mavick: una balisa té la mida. Aquest és el màxim que pot portar, però funciona amb un pressupost. Per descomptat, m'agradaria trobar una solució completament autònoma. Amb IA, de manera que el drone escaneja el bosc i determina els punts d'alliberament. Ara tenim un operador, però al cap d'un quilòmetre, si no fem servir dispositius addicionals, s'acaba la connexió. Per tant, en la següent etapa trobarem alguna cosa".
Però ni un sol equip va trobar una persona immobilitzada i, el més important, mai no van saber com fer-ho. Teòricament, només l'equip de Vershina va tenir possibilitats de trobar-lo, que, malgrat totes les dificultats, va poder trobar l'home i arribar a la final amb una càmera tèrmica i una càmera.
"Inicialment, vam tenir la idea d'utilitzar dos drons de tipus avions", diu Alexey Grishaev de Vershina, "els vam desenvolupar per determinar la composició de l'atmosfera i encara tenim la tasca de fer un UAV per a tot el temps. Vam decidir provar-los en aquest concurs. La velocitat de cadascuna és de 90 a 260 km/h. L'alta velocitat i les característiques aerodinàmiques úniques de l'UAV ofereixen la possibilitat de cercar en qualsevol condició meteorològica i us permeten escanejar ràpidament una àrea determinada.
L'avantatge d'aquests dispositius és que no cauen quan el motor està apagat, sinó que continuen planejant i aterrant amb un paracaigudes. L'inconvenient és que no són tan maniobrables com els quadcopters.
El dron principal Vershina està equipat amb una càmera d'imatge tèrmica i una càmera d'alta resolució modificada per l'equip, mentre que el segon drone només té una càmera fotogràfica. A bord del dron principal hi ha un microordinador que, mitjançant un programari desenvolupat per l'equip, detecta de manera independent anomalies tèrmiques i envia les seves coordenades amb una imatge detallada d'ambdues càmeres. "D'aquesta manera, no hem de mirar tot el material en directe, que, per fer-vos una idea, són unes 12 imatges per hora de vol".
Però l'equip havia creat recentment la tecnologia de l'avió i encara hi havia molts problemes: amb el sistema de llançament, amb el paracaigudes, amb el pilot automàtic. "Teníem por de portar-lo a proves: només podia caure. Volia evitar problemes tècnics. Per tant, vam prendre una solució clàssica: DJI Matrice 600 Pro.
Malgrat totes les dificultats, a causa de les quals moltes càmeres i càmeres tèrmiques abandonades, Vershina va poder trobar un extra. Això va requerir molta feina, en primer lloc amb la càmera tèrmica i, en segon lloc, amb els mètodes de cerca en si.
Durant tres mesos, l'equip va provar la tecnologia que permetia a una càmera d'imatge tèrmica veure el terra entre les marquesines. “Hi va haver una mica de sort, perquè la ruta dels extres passava per boscos tals que ni una sola termocàmera en veia res. I si una persona està cansada i s'asseu en algun lloc sota un arbre, serà impossible trobar-la.
Des del principi, ens vam negar a pentinar completament el bosc amb els nostres UAV. En canvi, vam decidir buscar la persona sobrevolant clarianes, clarianes i zones obertes. Vaig arribar al lloc amb antelació per estudiar la zona i, utilitzant tots els mapes en línia disponibles, vaig dibuixar rutes per a l'UAV només per aquells llocs on teòricament una persona podria ser visible".
Segons Alexey, utilitzar diversos drons alhora és molt car (un transportista amb una solució tècnica per buscar a bord costa més de 2 milions de rubles), però al final serà necessari. Creu que això ofereix l'oportunitat de detectar un extra estacionari. “Al principi volíem buscar una persona enllitada. Ens va semblar que trobaríem alguna cosa mòbil de totes maneres. I els equips amb balises només buscaven alguna cosa en moviment”.
Vaig preguntar a Alexander Aitov de l'equip de Nakhodka: no creuen que tothom ja ha enterrat una persona estàtica per endavant? Després de tot, les balises no serveixen per a ell.
Ho va pensar. Em va semblar que tots els altres equips parlaven de resoldre problemes d'enginyeria amb un somriure i una centelleig als ulls. Els nois de MMS Rescue van fer broma dient que una balisa caiguda podria caure directament sobre una persona mentidera. Els "Stronauts" van admetre que es tracta d'una supertasca molt difícil per a la qual encara no hi ha idees. I el rescatador de Nakhodka va parlar, com em va semblar, amb una barreja de tristesa i esperança:
— Una nena de tres anys i mig va desaparèixer a la nostra taigà. Va passar-hi dotze dies i durant deu dies es va fer una recerca per part d'un gran nombre de persones. Quan la van trobar, estava estirada a l'herba, gairebé invisible des de dalt. Només es troba pentinant.
Si es posaven balises... als tres anys i mig, el nen ja està força conscient. I potser s'hauria acostat a ell i prem el botó. Crec que algunes vides s'haurien salvat.
- Es va salvar?
- Ella sí.
A la tardor, els quatre equips restants aniran a la regió de Vologda, i la tasca davant d'ells serà molt més difícil: trobar una persona en una zona amb un radi de 10 quilòmetres. És a dir, en una àrea de més de 300 quilòmetres quadrats. En condicions en què el drone fa un vol de mitja hora, la visió es trenca amb les copes dels arbres i la comunicació desapareix al cap d'un quilòmetre. Com diu Maxim Chizhov, ni un sol prototip està preparat per a aquestes condicions, tot i que creu que tothom té una oportunitat. Grigory Sergeev, president de l'equip de recerca i rescat de Lisa Alert, afegeix:
“Avui estem preparats per utilitzar un parell de tecnologies que hem vist, i serà eficaç. I insto a tots els participants i no participants: nois, proveu la tecnologia! Vine i cerca amb nosaltres! I llavors no serà cap secret per a ningú que el bosc és opac als senyals de ràdio i que la càmera tèrmica no pot veure a través de les corones. El meu principal somni és trobar més gent amb menys esforç".
Font: www.habr.com