Před pár dny skončila soutěž Odyssey, ve které inženýrské týmy hledaly nejlepší technologii, jak najít lidi pohřešované v lese. V létě jsem o tom mluvil , a zveřejnil to včera .
Pořadatelé si dali kolosálně těžký úkol – najít dva lidi na ploše 314 km2 za 10 hodin. Nápady byly různé, ale (spoiler) nikdo neuspěl. Jedním z technických expertů soutěže byl Nikita Kalinovskij. Diskutoval jsem s ním o účastnících, jejich rozhodnutích a také jsem se ptal, jaké další myšlenky byly zapamatovány ve všech fázích soutěže.
Pokud jste již četli zpravodajství z finále, některé řádky uvidíte i zde. Toto je celý rozhovor s minimálními úpravami.
Pokud jste nečetli více než jeden článek z této série, stručně převyprávím kontext.
V předchozích dílechNadace AFK Sistema zahájila soutěž Odyssey s cílem najít způsoby, jak zavést moderní technologie při hledání lidí ztracených v divočině bez prostředků komunikace. Ze 130 týmů se do finále dostaly čtyři týmy - jen ty dokázaly dvakrát po sobě najít lidi v lese o rozloze 4 km2.
Tým Nakhodka, který založili veteráni jakutské záchranné služby. Jedná se o vyhledávače s bohatými zkušenostmi v reálných lesních podmínkách, ale z hlediska technologie možná nejméně pokročilý tým. Jejich řešením je velký zvukový maják, který je pomocí speciální konfigurace signálu jasně slyšitelný na vzdálenost až jeden a půl kilometru. Na zvuk přichází člověk a vysílá signál záchranářům z majáku. Trik není ani tak v technologii, jako v taktice jejího použití. Pátrači používají minimum majáků k oplocení hledacího perimetru a postupným zužováním danou osobu najdou.
Tým Vershina je přesným opakem Nakhodky. Inženýři se zcela spoléhají na technologii a vůbec nepoužívají pozemní síly. Jejich řešením jsou drony vybavené přizpůsobenými termokamerami, kamerami a reproduktory. Vyhledávání mezi záběry je také prováděno algoritmy, nikoli lidmi. Přes skepsi mnoha odborníků ohledně zbytečnosti termokamer a nízké úrovně algoritmů Vershina několikrát našla lidi jak v semifinále, tak ve finále (ne však ty, které potřebovali).
Stratonauts a MMS Rescue jsou dva týmy, které využívají celou řadu řešení. Zvukové majáky, balónky pro navazování komunikace v území, drony s fotografií a vyhledávací trackery v reálném čase. V semifinále byli nejlepší Stratonauti, protože nejrychleji našli chybějící lidi.
Zvukové majáky se staly nejúčinnějším a nejrozšířenějším řešením, ale s jejich pomocí najdou jen člověka schopného pohybu. Člověk, který leží, nemá téměř žádnou šanci. Zdá se, že nejlépe se to hledá pomocí termokamery, ale termokamera přes koruny nic nevidí a navíc jen těžko rozezná tepelné skvrny od lidí od všech ostatních objektů v lese. Fotografie, algoritmy a neuronové sítě jsou slibné technologie, ale zatím fungují špatně. Existovaly i exotické technologie, ale každá z nich měla více omezení než výhod.
— Co děláte mimo soutěž?
— INTEC Group of Companies, Tomsk. Hlavní oblastí je průmyslový design, vývoj elektroniky a softwaru včetně embedded softwaru. Máme vlastní malou pilotní a malosériovou výrobu, pomáháme dovést produkt od nápadu do sériové výroby. Jedním z našich nejznámějších projektů je projekt „NIMB“, který rozvíjíme od roku 2015. V roce 2018 jsme za tento projekt získali ocenění Red Dot Design Award. Jedná se o jedno z nejprestižnějších ocenění ve světě průmyslového designu.
-Co ta věc dělá?
— Toto je bezpečnostní vyzvánění, tlačítko alarmu, které uživatel stiskne, když dojde k alarmující události. Vypadá jako obyčejný prstýnek. Na jeho spodní straně je tlačítko, uvnitř je Bluetooth modul pro komunikaci se smartphonem, mikroelektromotor pro hmatovou indikaci, baterie, tříbarevná LED dioda. Základna obsahuje kombinovanou desku rigid-flex. Hlavní část těla je kovová, kryt je plastový. Jedná se o poměrně známý projekt. V roce 2017 vybrali na Kickstarteru zhruba 350 tisíc dolarů.
- Jak se ti tu líbi? Naplňují týmy očekávání?
— V některých týmech mají lidé bohaté zkušenosti s hledáním, byli v lese více než jednou a takové akce provedli více než jednou. Dobře rozumí tomu, jak najít osobu v reálných podmínkách, ale velmi málo rozumí technologii. V jiných týmech jsou kluci velmi zběhlí v technice, ale absolutně netuší, jak se pohybovat v lese v letních, zimních a podzimních podmínkách.
— Neexistuje zlatá střední cesta?
- Ještě jsem to neviděl ani jednou. Obecný názor všech expertů je tento: pokud spojíte všechny týmy, donutíte je do jediné spolupráce, donutíte je kombinovat řešení, vezmete z každého to nejlepší a implementujete to, získáte velmi cool komplex. Přirozeně je potřeba to dokončit, uvést do rozumného stavu produktu a uvést do finální prodejné podoby. Bude to však velmi cool řešení, které lze skutečně použít a skutečně zachrání lidské životy.
Jednotlivě však každé z řešení není plně účinné. Někde není dostatečná schopnost za každého počasí, někde není dostatečná XNUMXhodinová dostupnost, někteří nehledají lidi v bezvědomí. Vždy je potřeba přistupovat komplexně a hlavně je potřeba vždy pochopit, že existuje určitá teorie hledání lidí a komplex musí této teorii odpovídat.
Nyní jsou řešení hrubá. Zde můžete vidět dvě třídy projektů: první jsou velmi jednoduché a velmi spolehlivé systémy, které fungují. Ty zvukové signální majáky, které přinesli kluci z Jakutska, tým Nakhodka, jsou unikátní zařízení. Je vidět, že to dělali lidé s bohatými zkušenostmi. Technicky je to velmi jednoduché, jde o obyčejný pneumatický signál s modulem LoRaWAN a na něm nasazenou sítí MESH.
— Co je na něm tak výjimečného?
"Je to slyšet jeden a půl kilometru daleko v lese." Mnoho dalších tento efekt nezaznamená, ačkoli úroveň hlasitosti je pro všechny přibližně stejná. Ale správně zvolená frekvence a konfigurace pneumatického signálu takové výsledky dává. Osobně jsem zvuk nahrával na vzdálenost cca 1200 metrů s velmi dobrým pochopením, že se skutečně jedná o zvuk signálu a směr k němu. V podmínkách reálného světa tato věc funguje skvěle.
— Přitom vypadá technologicky nejméně vyspěle.
- To je pravda. Jsou vyrobeny z kusu PVC trubky a jsou nejjednodušším, nejspolehlivějším a velmi efektivním řešením. Ale se svými omezeními. Nemůžeme pomocí těchto zařízení najít osobu, která je v bezvědomí.
— Druhá třída projektů?
- Druhou třídou jsou komplexní technická řešení, která implementují různé specifické modely vyhledávání - vyhledávání pomocí termokamer, kombinování termovizí a tříbarevných snímků, drony atd.
Všechno je tam ale hodně syrové. Místy se používají neuronové sítě. Jsou nasazeny na osobních počítačích, na deskách nvidia jetson a na samotných letadlech. To vše je ale stále neprozkoumané. A jak praxe ukázala, použití lineárních algoritmů v těchto podmínkách fungovalo mnohem efektivněji než neuronové sítě. To znamená, že identifikace osoby podle bodu na snímku z termokamery pomocí lineárních algoritmů podle oblasti a tvaru objektu poskytla mnohem větší účinek. Neuronová síť nenašla prakticky nic.
- Protože ji nebylo co učit?
— Tvrdili, že učí, ale výsledky byly extrémně kontroverzní. Ani ty kontroverzní – skoro žádné nebyly. Neuronové sítě se zde neprojevily. Existuje podezření, že byli buď vyučováni nesprávně, nebo byli vyučováni nesprávně. Pokud jsou neuronové sítě správně aplikovány za těchto podmínek, pak s největší pravděpodobností poskytnou dobré výsledky, ale musíte pochopit celou metodologii vyhledávání.
— Říkají, že neuronové sítě jsou slibné. Pokud je uděláte dobře, budou fungovat. O termokameře se naopak říká, že je v každém případě k ničemu.
„Nicméně tato skutečnost byla zaznamenána. Termokamera opravdu hledá lidi. Stejně jako v případě neuronových sítí musíme pochopit, že mluvíme o nástrojích. Vezmeme-li mikroskop, pak ke zkoumání malých předmětů. Pokud zatloukáme hřebík, pak je lepší nepoužívat mikroskop. Je to stejné jako s termokamerou a neuronovými sítěmi. Správně nakonfigurovaný nástroj, správně používaný ve správných podmínkách, poskytuje dobrý výsledek. Pokud nástroj použijeme na nesprávném místě a nesprávným způsobem, je přirozené, že se výsledku nedočkáme.
- No, jak můžeš používat termokameru, když tady říkají, že i hnijící pařez dává víc tepla než zmizelá babička?
- Ne více. Zkontrolovali, podívali se - nic víc. Osoba má jasný vzor. Musíte pochopit, že člověk je velmi specifický objekt. Navíc v různých obdobích roku se jedná o různé objekty. Pokud se bavíme o létě, tak se jedná o člověka ve světlém tričku nebo tričku či košili, která na termokameře září mohutným bodem. Pokud mluvíme o podzimu, o zimě, pak vidíme hlavu pokrytou kapucí se zbytkem tepelné stopy, která vychází zpod kapuce nebo zpod klobouku, zářící ruce - vše ostatní je skryto oblečením.
Přes termokameru je tedy člověk dobře vidět, viděl jsem to na vlastní oči. Další věc je, že divočáci, losi a medvědi jsou stejně jasně viditelní a my musíme velmi jasně filtrovat to, co pozorujeme. Jen s termokamerou si rozhodně nevystačíte, nemůžete ji jen tak vzít, ukázat na termokameru a říct, že vyřeší všechny naše problémy. Ne, musí tam být komplex. Součástí komplexu by měla být tříbarevná kamera, která poskytuje plnobarevný obraz nebo monochromatický obraz podsvícený LED diodami. Musí přijít s něčím dalším navíc, protože termokamera sama o sobě jen vyrábí skvrny.
— Kdo je nejlepší z týmů, které jsou momentálně ve finále?
— Abych byl upřímný, nemám žádné oblíbené. Mohu po každém hodit pevnou cihlu. Řekněme, že se mi moc líbilo rozhodnutí prvního týmu Vershina. Měli akorát termokameru plus tříbarevnou kameru. Líbila se mi ta ideologie. Chlapi hledali pomocí technických prostředků bez zapojení pozemních sil, vůbec neměli mobilní posádky, hledali pouze s drony, ale našli lidi. Neřeknu, jestli našli, koho potřebovali, nebo ne, ale našli lidi a našli zvířata. Pokud porovnáme souřadnice objektu na termokameře a objektu na tříbarevné kameře, pak budeme schopni objekt identifikovat a určit, zda se tam nachází člověk.
Mám dotazy k implementaci, synchronizace termokamery a kamery byla provedena nedbale, prakticky vůbec nebyla. V ideálním případě by systém měl mít stereo pár, jednu monochromatickou kameru, jednu tříbarevnou kameru a termokameru a všechny by měly fungovat v jednom časovém systému. V tomto případě tomu tak nebylo. Kamera pracovala v samostatném systému, termokamera v samostatném a setkávali se kvůli tomu s artefakty. Pokud by rychlost dronu byla o něco vyšší, způsobilo by velmi silné zkreslení.
— Letěli na helikoptéře nebo tam bylo letadlo?
— Nikdo tady neměl helikoptéru. Lépe řečeno, vrtulníky vypustil jeden z týmů, ale šlo o čistě technickou funkci k zajištění komunikace v oblasti pátrání. Byl na nich zavěšen opakovač LOR a ten zajišťoval komunikaci v okruhu 5 kilometrů.
V důsledku toho jsou všechna pátrací letadla zde typu letadla. To s sebou nese vlastní problémy, protože start a přistání není jednoduché. Například včera povětrnostní podmínky neumožnily týmu Nakhodka vypustit svůj dron. Řekl bych ale toto: dron, který měli ve službě, by jim nepomohl v podobě, v jaké je nyní nakonfigurován.
„V semifinále chtěli dron použít pouze ke štafetě.
— Dron v Nachodce byl vyroben pro natáčení foto-video a varování. Je zde maják, termovizní kamera a barevná kamera. Alespoň to jsem od nich slyšel. Včera to ani nevybalili. Bylo ještě zabaleno tak, jak bylo doručeno. Ale i kdyby ji dostali, pravděpodobně by ji nepoužili. Měli úplně jinou taktiku – hledali nohama.
Dnes chtějí kluci osít les majáky a použít je k hledání lidí. Tohle je řešení, které se mi líbí nejméně. Velmi pochybuji, že pak sesbírají těch 350 majáků, které sem přivezli. Nebo je spíše donutíme sbírat, ale není pravda, že budou sbírat všechno. Rozhodnutí prvního týmu se mi líbilo nejvíce, protože zahrnovalo úplné opuštění pozemních sil.
- Jen kvůli tomuhle? Když totiž opravdu vezmete tak obrovskou plochu co do množství, mohlo by to fungovat.
"S největší pravděpodobností to bude fungovat, ale nelíbila se mi ani konfigurace pádu, ani konfigurace samotných majáků."
— Zbyla cihla pro Stratonauty.
— Stratonauti mají skvělé řešení. Kdyby to udělali tak, jak to chtěli udělat, uspěli by. Problémy ale měli i s létajícími stroji.
Mají systém pro poskytování vyhledávacích skupin. Hlavní důraz je kladen na mobilní pozemní síly. Jsou vydávány majáky, vybavené komunikací se skupinami a komunikací s pozemními majáky pro rozmístění pátracích skupin na správných místech a ve správných směrech. Mají balóny s opakovači, které zajišťují komunikaci přes oblast. Mají pozemní stacionární majáky, ale je jich velmi málo a sami přiznávají, že je vyrobili na poslední chvíli a to pro ně není hlavní taktická jednotka – vyrobili je kvůli testování. Je jich docela dost a k taktice nijak zvlášť nepřispěli.
Hlavní taktikou bylo, že každý vyhledávač ve skupině má svůj osobní tracker, který je spolu s centrálou spojen do jediné informační sítě. Jasně vidí, kdo je na jakém místě. Česání se provádí v reálném čase, směr se upravuje.
"Všechno vypadá, že to opravdu chcete spojit do jednoho."
- Ano, naprosto. Šli jsme s Grigorijem Sergejevem, on se podívá a říká: "Sakra, to je super věc, to bych si přál," přicházíme k ostatním, "Sakra, jaká je to skvělá věc, kéž bych to měl," přicházíme k za třetí, "Sakra, jaká skvělá věc." , tam a tam bych našel člověka."
Samostatně se jedná o sektorově dobrá řešení pro určité podmínky. Pokud je zkombinujete, získáte velmi dobrý komplex, který má jediné komunikační pole, je zde nasazení systému na velkou vzdálenost pomocí balónů, existuje systém pro sledování a řízení pozemních sil v reálném čase, existuje majáky, které zasáhnou dostatečně velký dosah a dokážou Správné použití a rozdělení prohledávané oblasti do sektorů poskytnou člověku signál, aby k nim šel, a pak se vše změní v technologickou záležitost. Existuje letové počasí - některé síly jsou použity, žádné letové počasí - jiné, noc - ještě jiné.
"Ale je to všechno katastrofálně drahé."
— Některé jsou drahé, některé ne.
— Například jeden dron, který nyní vzlétá, pravděpodobně stojí tolik jako Boeing.
- Ano, jejich cena je poměrně vysoká. Musíte však pochopit, že při správném použití se jedná o jednorázový nákup. Musíte si ho koupit jednou, a pak už jen převážet po republice a používat. Taková jednorázová investice do schopných rukou vydrží při správné údržbě a provozu poměrně dlouho.
— Když jste se díval na přihlášky do soutěže, bylo něco, co se vám líbilo, ale nedostali jste se do finále?
— Bylo tam hodně vtipných věcí.
— Jaká je nejzábavnější věc, kterou si pamatuješ?
— Opravdu si pamatuji bioradary zavěšené na balónu. Dlouho jsem se smál.
"Je dokonce děsivé se ptát, co to je."
— Trik je v tom, že je to opravdu dobrý způsob určení. Bioradar je zaměřen na identifikaci biologických živých objektů na pozadí všeho ostatního, co se odráží. Obvykle se používá vibrace hrudníku a pulz. K tomu se používají velmi vysokofrekvenční radary na 100 GHz, které svítí na docela dobrou vzdálenost a osvětlují les do hloubky 150 krát 200 metrů.
- Proč je to potom vtipné?
— Protože tahle věc funguje, jen když je nainstalovaná napevno, a chtěli ji pověsit na balón. A říkají: "Toto je stacionární objekt." Teď se díváme na balon, neustále se třese a chtějí na něj pověsit věc, která musí být pevně přišroubovaná k zemi, jinak bude obrázek takový, že na něm nebude vůbec nic jasné.
Velmi vtipné byly i lepenkové drony.
— Kartonové?
- Ano, lepenkové drony. Bylo to velmi vtipné. Letadlo slepené z kartonu a natřené lakem. Letěl, jak Bůh chtěl. Kluci chtěli, aby letěl jedním směrem, ale on letěl kamkoli, jen ne správným směrem a nakonec havaroval, čímž si ušetřil bolest.
„Létající bagel, který lze překonfigurovat na létající klobásu“ byl velmi zábavný – skutečný citát z aplikace. Vezme se vnější oplet hasičské hadice, odstraní se guma, nafoukne se a stane se dlouhou trubkou, zkroucenou na obou stranách. Svážou to dohromady a vznikne z toho létající kobliha, na kterou pověsí kameru. A že se bagel snadno promění v létající klobásu – všichni se klobáse smáli. Proč, proč klobása není jasné, ale bylo to velmi vtipné.
— Slyšel jsem o kostkách, které jsou umístěny na zemi a čtou vibrace a kroky.
- Ano, skutečně, takové věci byly. Musíte pochopit, že věc je vlastně docela funkční. Znám několik komerčních produktů, které to dělají. Jedná se o bezpečnostně laděný seismograf pro perimetrické bezpečnostní systémy. Ale tato věc se používá výhradně pro kritickou infrastrukturu a vojenská zařízení. Vím, že čerpací stanice plynu mají tříúrovňové systémy kontroly přístupu, z nichž první je seismograf.
— Zní to slibně. Tak proč ne?
„Faktem je, že jedna věc je chránit uzavřený perimetr zařízení kritické infrastruktury s malou rozlohou a druhá věc je osévat celý les těmito seismografy. Jejich dosah je velmi krátký a nejdůležitější je, že jen stěží rozeznáte mezi běžícím divočákem, běžícím mužem a běžícím medvědem. Teoreticky je to samozřejmě možné, pokud správně zapnete hardware, ale to značně komplikuje techniku, existují mnohem jednodušší metody, zdá se mi.
Všem bylo doporučeno jít do čtvrtfinále, všem bylo doporučeno, aby si vyzkoušeli své síly. Ti, které zde vidíme, jsou ti, kterým se skutečně podařilo najít lidi. Všichni ostatní lidé se nenašli, takže soutěž, zdá se mi, je celkem objektivní. Můžete například věřit názoru odborníků, nemůžete mu věřit, ale faktem zůstává - našli to nebo nenašli.
Zdroj: www.habr.com