Každý rok záchranáři hledají desítky tisíc lidí pohřešovaných v divočině. Z měst se naše technologická síla zdá být tak obrovská, že zvládne jakýkoliv úkol. Vypadá to, že stačí vzít několik dronů, vybavit je kamerou a termovizí, připojit neuronovou síť a všechno — najde kohokoliv za 15 minut. Ale vůbec to tak není.
Do dneška technologie naráží na řadu omezení, zatímco záchranné týmy prohledávají obrovské plochy stovkami dobrovolníků.
V loňském roce charitativní fond „Systém“ spustil projekt „Odyssea“, aby našel nové technologie pro vyhledávání lidí. Zúčastnily se ho stovky inženýrů a konstruktérů. Ale i technicky zdatní a zkušení lidé občas netušili, jak neproniknutelný les může být pro technologie.
V roce 2013 v obci Sinsk v Jakutsku zmizely dvě malé holčičky — Alina Ivanova a Ayana Vinokurová. Na jejich hledání byly nasazeny obrovské síly: stovka dobrovolníků, týmy záchranářů, potápěčů, bezpilotní letouny s termovizí. Záběry z vrtulníku byly zveřejněny, aby si je mohl každý prohlédnout na internetu. Ale síly nestačily. Co se s holčičkami stalo, je dodnes neznámé.
Jakutsko je obrovské. Kdyby to byla země, řadila by se mezi deset největších podle rozlohy. Ale na obrovském území žije méně než milion lidí. V takové nekonečné, liduprázdné tajze pracoval Nikolaj Nahodkin 12 let ve Službě záchrany Jakutska, z toho 9 let jako vedoucí. Když jsou podmínky nejtěžší a zdroje omezené, je nutné vymýšlet nové způsoby hledání lidí. A jak říká Nikolaj, nápady vznikají ne proto, že by měli dobrý život.
Nikolaj Nahodkin
Od roku 2010 Služba záchrany Jakutska využívá bezpilotní letouny. Je to samostatná organizace mimo MCHS RF, financovaná samotnou republikou. Neexistují tak přísné předpisy pro vybavení, a proto MCHS začalo bezpilotní letouny používat až mnohem později. Také při službě existuje vědecká skupina, kde nadšení inženýři vyvíjejí aplikované technologie pro záchranáře.
„Stávající metody vyhledávání, které má HZS, záchranné služby a různé bezpečnostní složky — se nezměnily od 30. let. Sledovač jde po stopě, pes pomáhá nezbloudit,“ říká Alexander Aitov, který byl vedoucím vědecké skupiny. „Pokud člověka nenajdou, zapojí se celá vesnice, dvě, tři. Všichni se spojí a procházejí lesy. Pro vyhledávání živého člověka je každá hodina důležitá, a čas rychle utíká. Vždycky je ho málo. Když došlo k tragédii v Sinsku, bylo nasazeno mnoho lidí a techniky, ale bez výsledku. Podobné situace se objevují při hledání v liduprázdné tajze. Aby se to nějak vyřešilo, přišla myšlenka nevnímat pohřešovaného jako pasivní článek, ale využít jeho vlastní touhu zachránit se a aktivní vůli k životu.“
Záchranáři-inženýři se rozhodli shromáždit záchranné svítící zvukové majáky — poměrně velká, ale lehká zařízení, která vydávají hlasitý zvuk a dlouho svítí, přitahujíce pozornost ve dne i v noci. Ztracený člověk, když se k nim dostane, najde vodu, sušenky a zápalky — a navíc i pokyny, aby zůstal na místě a čekal na záchranáře.
Tyto majáky stojí ve vzdálenosti tří kilometrů od sebe a obklopují přibližnou zónu hledání pohřešovaného. Vydávají nízký zvuk, jako by bručel motor — protože vysoké frekvence se v lese šíří mnohem hůře. Často si zachránění mysleli, že jdou za zvukem silnice nebo odjíždějící skupiny turistů.
Majáky byly neuvěřitelně jednoduché. Vědecká skupina už podruhé uváděla do praxe elementární, ale geniální řešení.
„Například tam vyvinuli plovoucí oblek pro záchranáře. Kalhoty a bunda vypadají jako běžné pracovní oblečení, ale ve vodě udržují člověka na hladině. Pokud mluvíme zcela prakticky, oblek je dvouvrstvý. Uvnitř jsou našity granule z polyuretanové pěny. Existuje také řešení pro potápění potápěče při nízké teplotě. Při expanze stlačeného vzduchu v zimě se ventily pokrývají námrazou, a člověk se udusí. Několik institutů si nevědělo rady, co s tím dělat — vyvíjeli speciální materiály, dělali elektrické vyhřívání, implementovali různé moderní přístupy.
Naši kluci vyřešili problém za 500 rublů. Studený vzduch, který jde z lahve (a pod vodu chodí i při -57), prošli hadicí, která prošla čínskou termoskou. Vzduch se zahřeje, lidé jdou pod vodu a mohou tam pracovat.
Ale majáky byly příliš jednoduché, chybělo jim mnoho užitečných funkcí. Během pátracích operací musel záchranář pravidelně uběhnout obrovské vzdálenosti, aby zkontroloval každý maják. Pokud je majáků deset, musí záchranář projít 30 km po tajze každé 3-4 hodiny.
V roce 2018 charitativní fond „Systém“ zahájil projekt „Odyssea“ — soutěž pro týmy, které se pomocí nových technologií pokusí najít nejnovější způsoby pro záchranu zmizelých osob v divočině. Nikolaj Nachodkin a Alexandr Aitov se svými přáteli se rozhodli zúčastnit — nazvali tým „Nachodka“ a odvezli své nejjednodušší zařízení, aby ho zdokonalili v soutěži s ostatními.
Podle údajů ministerstva vnitra v roce 2017 v Rusku zmizelo téměř 84 tisíc lidí a polovinu z nich nenašli. Každého zmizelého v průměru hledalo sto lidí. Proto se misí soutěže „Odyssea“ stalo „vytvořit technologie, které pomohou najít zmizelé osoby v lese bez zdroje komunikace. To mohou být přístroje, senzory, bezpilotní letouny, nové prostředky komunikace a všechno, co dokáže vaše představivost.“
„Mezi neobvyklými řešeními – nebo fantazijními – lze zmínit vzducholodě vybavené systémem bioradiolokace. Ale tým neměl prototyp a omezili se pouze na prezentaci svého nápadu,“ říká expert soutěže Maxim Čižov.
Jiný tým se rozhodl použít seismický senzor — přístroj, který mezi vibracemi v zemi může rozpoznat lidské kroky a ukázat směr, odkud přicházejí. S pomocí prototypu se dokonce podařilo najít statistu, který ztvárnil „ztraceného“ (jak je účastníci láskyplně nazvali), ale tým v soutěži daleko nepostoupil.
Do června 2019, po několika tréninkových zkouškách v lesích Leningradské, Moskevské a Kalužské oblasti, se 19 nejlepších týmů dostalo do semifinále. Jejich úkolem bylo za méně než 2 hodiny na území o rozloze 4 čtverečních kilometrů najít dva statisty. Jeden se pohyboval lesem, druhý ležel na jednom místě. Každý tým měl dvě pokusy na hledání osoby.
„Mezi semifinalisty byl jeden tým, který chtěl vytvořit roj dronů, který by měl létat pod korunami stromů, řízený umělou inteligencí, určující směr pohybu, obletající kmeny, vyhýbající se větvím a klackům. Pomocí AI by analyzoval okolní prostředí a odhaloval člověka.
Ale toto řešení je stále dost daleko od realizace v plně funkční podobě. Myslím, že to bude trvat zhruba rok, než začne fungovat alespoň v testovacích podmínkách,“ říká Maxim Čižov.
Tým „ALB-search“ byl blízko úspěchu. Měli na palubě reproduktor, který se připojil k rádiu, mikrofon, který mohl naslouchat okolnímu prostoru, kameru a počítač s AI a vycvičenou neurální sítí, která zpracovávala snímky z kamery v reálném čase, kde se mohl objevit člověk.
„Operátor by mohl analyzovat nikoli tisíce snímků, což je fyzicky nemožné, ale desítky nebo dokonce jednotlivé snímky, a poté se rozhodnout: změnit trasu dronu, zda potřebují další dron pro průzkum, nebo okamžitě poslat pátrací skupinu.“
Ale většina týmů čelila podobným problémům — technologie se ukázala být nepřizpůsobená podmínkám skutečného lesa.
Počítačové vidění, na které se mnozí spoléhali, fungovalo při zkouškách v parcích a řídkých lesích — ale ukázalo se jako bezcenné v hustém lese.
Termovizní senzory, na které spoléhalo přibližně třetina týmů, také nebyly účinné. V létě — kdy se ztrácí nejvíce lidí — se listí zahřívá natolik, že se stává jediným horkým místem. Hledání je snazší během krátkého úseku noci, ale horkých míst je stále mnoho — zahřáté pařezy, zvířata a mnoho dalšího. Pro ověření podezřelých míst by mohla pomoci kamera, ale v noci je z ní málo užitku.
Kromě toho se ukázalo, že tepelná čidla jsou obtížně dostupná. „Bohužel, kvůli omezením, která nám uložila EU a další země, jsou kvalitní tepelná čidla v Rusku nedostupná,“ řekl Alexej Grišaev z týmu „Vršina“, který na tuto technologii spoléhal.
„Dostupná tepelná čidla na trhu mají digitální výstup s frekvencí 5–6 snímků za sekundu a dodatečný analogový video výstup s vysokou snímkovou frekvencí, ale s nízkou kvalitou obrazu. Nakonec jsme našli velmi dobré čínské tepelné čidlo. Dalo by se říci, že jsme měli štěstí — v Moskvě byl pouze jeden takový. Ale obraz byl přenášen na malý monitor, kde nebylo nic vidět.
Většina týmů používala právě video výstup. Náš tým dokázal model upravit a získat kvalitní digitální obraz s frekvencí 30 snímků za sekundu. Vzniklo tepelné čidlo velmi vysoké úrovně. Lepší by pravděpodobně byly jen vojenské modely.
Ale i tyto problémy jsou jen začátek. Za krátký čas, co bezpilotní letoun létal nad pátrací oblastí, kamery a tepelná čidla nasbírala desítky tisíc snímků. Přenášet je na místo za letu bylo nemožné — nad lesem nebyl ani internet, ani mobilní signál. Proto se bezpilotník vracel na stanoviště, odkud se záznamy vybíraly, což trvalo nejméně půl hodiny, a nakonec se získalo takové množství materiálu, že ho fyzicky nebylo možné prohlédnout ani za hodiny. V této situaci tým „Vršina“ použil speciální algoritmus, který vybíral snímky, kde byly zjištěny tepelné anomálie. To zkracovalo čas analýzy dat.
„Viděli jsme, že ne všechny týmy, které přišly na kvalifikační zkoušky, chápaly, co je to les. Jak se v lese jinak šíří rádiový signál a ztrácí se poměrně rychle,“ oznámil na tiskové konferenci Maxim Čižov. „Viděli jsme i překvapení týmů, když už na vzdálenost jednoho a půl kilometru od startovacího bodu signál zmizel. Pro některé bylo překvapením, že nad lesem není internet. Ale to je realita. To je ten les, kde se ztrácejí lidé.
Technologie založená na světelných a zvukových majácích se osvědčila. Do finále postoupily čtyři týmy, přičemž tři z nich se opíraly právě o toto řešení. Mezi nimi byla i „Nachodka“ z Jakutska.
„Když jsme uviděli ty podmoskevské džungle, hned jsme pochopili – s bezpilotními letouny tam nemáme co dělat. Každý nástroj je potřebný pro svou úlohu, a tyto jsou dobré pro prozkoumání velkých otevřených prostorů,“ říká Alexander Aitov.
K semifinále byli v týmu jen tři lidé, kteří šli pěšky lesem a rozmístili majáky v oblasti hledání. Zatímco se mnozí zabývali inženýrskými úkoly, Naходка pracovala jako záchranáři. „Není potřeba používat agrární psychologii, kdy jen pokrýváte plochu. Je třeba chovat se jako záchranář, postavit se na místo zmizelého, podívat se na přibližný směr, kterým by mohl jít, jakými cestami.“
Ale také majáky „Naходки“ v tu chvíli už nebyly tak jednoduché jako před několika lety v Jakutii. S pomocí grantů „Systému“ inženýři týmu vyvinuli technologii radiokomunikace. Nyní, když člověk najde maják, stiskne tlačítko, záchranáři okamžitě obdrží signál a přesně vědí, u kterého majáku na ně ztracený čeká. BPL potřebují ne pro hledání, ale aby vztyčili do vzduchu retranslátor rádiového signálu a zvýšili rádius přenosu signálu aktivace z majáků.
Další dva týmy vyvinuly na základě zvukových majáků celé vyhledávací komplexy. Například tým MMS Rescue vytvořil síť přenosných majáků, kde každý maják je retranslátorem, což umožňuje přenášet signál o jeho aktivaci i v případě absence přímé radiokomunikace s velitelstvím hledání.
„Máme skupinu nadšenců, kteří se tohoto úkolu ujali poprvé,“ říkají. „Zabývali jsme se jinými oblastmi – technikou, IT, máme odborníky z oboru kosmonautiky. Sešli jsme se, brainstormovali a rozhodli se vyvinout takové řešení. Hlavními kritérii byly nízké náklady a jednoduchost použití. Aby lidé bez školení mohli používat a aplikovat.“
Další tým – „Stratonauti“ – díky podobnému řešení dokázali najít statistu nejrychleji. Vyvinuli speciální aplikaci, která sledovala jak polohu dronu, tak i umístění majáků a polohu všech záchranářů. Dron, který dodával majáky, sloužil také jako retranslátor pro celý systém, aby se signál z majáků neztratil v lese.
„To nebylo jednoduché. Jednoho dne jsme pořádně promokli. Dva naši lidé se vydali do lesa skrz několik překážek a uvědomili si, že to rozhodně není výlet na piknik. Ale unavení, ale spokojení se vrátili — nakonec jsme našli člověka ve všech dvou pokusech za 45 minut,“ říká Stanislav Jurčenko z „Stratonautů.“
„Pomocí dronů jsme umístili majáky do centra oblasti, abychom zajistili co největší pokrytí. Při jednom letu dron může přenést jeden maják. Je to zdlouhavé — ale rychlejší než člověk. Použili jsme malé kompaktní drony DJI Mavick — jeden maják má jejich velikost. To je maximum, co mohou unést, ale je to ekonomické. Samozřejmě bychom rádi našli plně autonomní řešení. S umělou inteligencí, aby dron skenoval les a určoval místa pro drop. Momentálně máme operátora, a po kilometru, pokud nepoužijeme další zařízení — spojení končí. Takže v dalším kroku budeme vymýšlet něco nového.“
Ale žádný tým nenašel ochromeného člověka a co je nejdůležitější — stále nevymyslel, jak to udělat. Teoreticky, šance na jeho nalezení zůstaly pouze u týmu „Vrchol“, který navzdory všem obtížím dokázal najít člověka a postoupit do finále s pomocí termovize a kamery.
„Původně jsme měli nápad použít dva bezpilotní letouny typu letadlo,“ říká Alexej Grišaev z „Vrcholu“, „vyvíjeli jsme je pro určování složení atmosféry a máme stále úkol vytvořit celoroční bezpilotní letadlo. Rozhodli jsme se je vyzkoušet i v této soutěži. Rychlost každého je od 90 do 260 km/h. Vysoká rychlost a unikátní aerodynamické vlastnosti bezpilotních letounů umožňují hledání za jakýchkoliv povětrnostních podmínek a dovolují relativně rychlé prozkoumání dané oblasti.“
Výhoda takových strojů spočívá v tom, že nespadnou, když se motor vypne, ale pokračují v klouzání a přistávají s padákem. Nevýhoda — nejsou tak obratné jako kvadroptéry.
Na hlavním bezpilotníku „Vrchol“ je nainstalováno vylepšené termovizní zařízení a vysoce rozlišený fotoaparát, zatímco na druhém je pouze fotoaparát. Na palubě hlavního Dronu se nachází mikropočítač, který pomocí softwaru vyvinutého týmem samočinně detekuje tepelné anomálie a posílá jejich souřadnice s detailním obrazem z obou kamer. „Takže nám odpadá sledovat veškerý materiál na živo, což pro představu činí asi 12 000 snímků za hodinu letu.“
Ale technologii letadla tým vytvořil nedávno a mělo ještě mnoho problémů — se startovacím systémem, padákem a autopilotem. „Báli jsme se, že ho vezmeme na zkoušky — mohl by jednoduše spadnout. Chtěli jsme se vyhnout technickým komplikacím. Proto jsme zvolili klasické řešení — DJI Matrice 600 Pro.“
Navzdory všem obtížím, kvůli nimž mnozí od kamer a termovizorů odstoupili, se Vrcholovi podařilo najít statistu. To vyžadovalo spoustu práce, především s termovizí a také se způsoby hledání.
Během tří měsíců tým testoval technologii, která umožnila termovizi sledovat země mezi korunami stromů. „Bylo zde trochu štěstí, protože trasa statistiků vedla přes takové lesy, kde by žádný termovizní přístroj nic neviděl. A pokud člověk unavený usedne někam pod jedlí — najít ho bude nerealizovatelné.
Od samého začátku jsme se vzdali úplného procházení lesa našimi drony. Místo toho jsme se rozhodli hledat člověka, létající nad průseky, mýtinami a otevřenými plochami. Přišel jsem na místo dopředu, abych prozkoumal terén, a pomocí všech dostupných online map jsem nakreslil trasy pro drony pouze nad těmi místy, kde teoreticky může být vidět člověk.
Podle Alexeje je použití několika dronů v kombinaci velmi nákladné (jeden nosič s technickým řešením pro hledání na palubě stojí více než 2 miliony rublů), ale na závěr se to bude muset udělat. Domnívá se, že to dává šanci objevit nehybného statistu. „Původně jsme chtěli hledat právě ležícího člověka. Zdálo se nám, že pohyblivého najdeme tak či onak. A týmy s majáky hledaly pouze pohybující se osobu.“
Zeptal jsem Alexandra Aitova z týmu „Nahodka“, jestli nemají pocit, že už všichni předem pohřbili statického člověka? Vždyť pro něj jsou majáky zbytečné.
Zamyslel se. Měl jsem dojem, že ostatní týmy hovořily s úsměvy a jiskrou v očích o řešení inženýrských úloh. Kluci z MMS Rescue si z legrace řekli, že shodený maják může dopadnout přímo na ležícího člověka. „Stratonauti“ uznali, že je to nesmírně složitý nadúkol, na který zatím nemají žádné nápady. A záchranář z „Nahodky“ začal mluvit, jak se mi zdálo, s nádechem smutku a naděje:
— U nás v tajze se ztratila holčička ve třech a půl letech. Strávila tam dvanáct dní a hledání probíhalo s velkým množstvím lidí po deset dní. Když ji našli, ležela v trávě, téměř ji nebylo vidět. Našli ji jen prohledáváním.
Kdyby byly rozmístěny majáky… ve třech a půl letech je dítě už dost vědomé. A možná by k němu přišla a stiskla by tlačítko. Myslím, že by byla zachráněna část životů.
— A zachránili ji?
— Tu ano.
Na podzim čtyři zbývající týmy pojedou do Vologdské oblasti a úkol před nimi bude mnohem složitější — najít člověka v okruhu deseti kilometrů. To znamená na ploše více než 300 čtverečních kilometrů. V podmínkách, kde dron má třicet minut letu, se zrak rozbíjí o koruny a spojení mizí už po kilometru. Jak říká Maxim Čijov, zatím žádný prototyp není připraven na takové podmínky, ačkoli věří, že šance jsou u všech. Grigorij Sergejev, předseda pátrací a záchranné skupiny „Liza Alert“ dodává:
„Dnes jsme už připraveni použít některé technologie z těch, které jsme viděli, a to bude efektivní. A vyzývám všechny účastníky i neúčastníky – kluci, testujte technologie! Přijďte k nám na hledání! A pak nebude pro nikoho tajemstvím, že les není průhledný pro rádiový signál a termovizor nevidí přes koruny. Mým hlavním snem je menšími silami nacházet více lidí.“
Zdroj: habr.com
