Hvert år leder redningsfolk efter titusinder af mennesker, der er forsvundet under vilde forhold. Fra byerne virker vores teknologiske kapacitet så enorm, at den synes at kunne tackle enhver udfordring. Bare tag et dusin droner, sæt et kamera og en termisk sensor på hver, tilslut en neuralt netværk, og vips - så finder du hvem som helst på 15 minutter. Men sådan er det slet ikke.
Teknologien står stadig over for mange begrænsninger, og redningsholdene gennemgår enorme områder med hundreder af frivillige.
Sidste år lancerede den velgørende fond 'System' projektet 'Odysseen' for at finde nye teknologier til at lokalisere mennesker. Hundredvis af ingeniører og designere deltog. Men selv teknisk kyndige og erfarne mennesker vidste nogle gange ikke, hvor uigennemtrængelig skoven er for teknologien.
I 2013 forsvandt to små piger - Alina Ivanova og Ayana Vinokurova - i landsbyen Sinsk i Jakutien. Der blev mobiliseret enorme kræfter til at finde dem: en hundrede frivillige, redningshold, dykkere, droner med termiske kameraer. Optagelser fra helikopteren blev delt offentligt, så alle kunne se dem online. Men kræfterne var ikke tilstrækkelige. Hvad der skete med pigerne er stadig ukendt.
Jakutien er enormt. Hvis det var en stat, ville det ligge blandt de ti største i areal. Men på det kæmpestore område bor der færre end en million mennesker. I denne endeløse, øde taiga har Nikolaj Nakhodkin arbejdet i Jakutien Redningstjeneste i 12 år, hvoraf 9 år som leder. Når forholdene er svære og ressourcerne knappe, må man finde på nye måder at lokalisere mennesker på. Som Nikolaj siger, opstår ideerne ikke af et godt liv.
Nikolaj Nakhodkin
Siden 2010 har Jakutien Redningstjeneste brugt droner. Dette er en separat organisation fra Ruslands nødtjeneste, finansieret af republikken selv. Der er ikke så strenge regler for udstyr, så dronerne blev anvendt betydeligt senere i den officielle nødtjeneste. Der findes også en forskningsgruppe i tjenesten, hvor entusiastiske ingeniører udvikler anvendte teknologier til redningsfolk.
»De nuværende metoder til søgning, som bruges af redningsfolk, beredskabsmyndigheder og andre sikkerhedsstrukturer, har ikke ændret sig siden trediverne. Følgemanden går efter sporene, hunden hjælper med ikke at fare vild,« fortæller Alexander Aitov, som var leder af forskergruppen. »Hvis man ikke finder en person, rejser en hel landsby, to, tre, sig i Yakutia. Alle forenes og gennemsøger skovene. Hver time er vigtig for at finde en levende person, og tiden går hurtigt. Den er altid knap. Da tragedien skete i Sinsk, var der indsat mange mennesker og meget udstyr, men uden resultat. Lignende situationer opstår i jagten på mennesker i den øde taiga. For at ændre dette kom idéen om ikke at betragte den forsvundne som en passiv del, men at udnytte deres egen trang til at overleve og aktive livslyst.«
Redningsingeniørerne besluttede at samle redningslys- og lydsignaler - relativt store, men lette enheder, som udsender en høj lyd og lyser i lang tid, hvilket tiltrækker opmærksomhed både dag og nat. En person, der har forvillet sig, vil finde vand, kiks og tændstikker, når de kommer til dem - samt en instruktion om at blive på stedet og vente på redningsfolkene.
Disse signaler er placeret med tre kilometers mellemrum og omslutter det omtrentlige område, hvor den forsvundne kan være. De udsender en dyb lyd, som lyder som om en bil brummer - fordi høje frekvenser spredes meget dårligere i skoven. Ofte troede de, der blev redet, at de gik mod lyden af en vej eller en turgruppe, der var ved at tage af sted.
Signalene var utrolig enkle. Forskergruppen har allerede for første gang implementeret elementære, men geniale løsninger.
»Der udviklede de for eksempel en flydende dragt til redningsfolk. Bukserne og jakken ligner almindeligt arbejdstøj, men i vandet holder de personen flydende. Hvis man taler meget pragmatisk, er dragten to-lags. Indeni er der indsyet granuler af polyuretanskum. Der er også en udvikling til dykkerens nedstigning ved lave temperaturer. Når den komprimerede luft ekspanderer i kulden, bliver ventilerne dækket af is, og personen kvæles. Flere institutioner kunne ikke finde ud af, hvad de skulle gøre ved dette - de udviklede specielle materialer, lavede el-opvarmning og implementerede forskellige moderne tilgange.»
Vores hold løste problemet for 500 rubler. Den kolde luft, der kommer fra flasken (og man dykker ned til -57), passerede gennem en varmeveksler, der blev sendt gennem en kinesisk thermos. Luften opvarmes, folk går under vandet og kan arbejde dernede.
Men fyrtårnene var for simple, mange nyttige funktioner manglede. Under søgeoperationer måtte redderen regelmæssigt løbe store afstande for at tjekke hvert fyrtårn. Hvis der var ti fyrtårne, skulle redderen gå 30 km i taigaen hver 3-4 time.
I 2018 startede den velgørende fond "Systema" projektet "Odysseen" – en konkurrence for hold, der med hjælp fra nye teknologier vil forsøge at finde de nyeste metoder til at redde forsvundne personer i naturen. Nikolaj Nakhodkin og Alexander Aitov besluttede sammen med deres venner at deltage – de kaldte deres hold "Fundet" og bragte deres enkleste enhed for at forbedre den i konkurrencen med andre.
Ifølge indenrigsministeriet forsvandt der i 2017 næsten 84.000 personer i Rusland, og halvdelen af dem blev ikke fundet. Hver forsvunden blev i gennemsnit ledt af hundrede personer. Derfor blev missionen for konkurrencen "Odysseen" at "skabe teknologier, der kan hjælpe med at finde forsvundne personer i skoven uden en kommunikationskilde. Det kan være apparater, sensorer, droner, nye kommunikationsmidler og alt, hvad din fantasi kan finde på."
"Af de ikke indlysende løsninger – eller fantasifulde – kan man nævne et dirigible, der er udstyret med et biolokaliseringssystem. Men holdet havde ikke en prototype, og de begrænsede sig kun til at præsentere deres idé," fortæller konkurrenceekspert Maxim Chizhov.
Et andet hold besluttede at bruge en seismisk sensor – et apparat, der kan genkende menneskelige skridt blandt vibrationer på jorden og vise retningen, hvor de kommer fra. Med hjælp fra prototypen lykkedes det endda at finde en statist, der spillede "den forsvundne" (som deltagerne kærligt kaldte dem), men holdet kom ikke langt i konkurrencen.
I juni 2019, efter flere træningstest i skovene i Leningrad, Moskva og Kaluga regionerne, gik 19 bedste hold videre til semifinalen. Deres opgave var at finde to statister på et område på 4 kvadratkilometer inden for 2 timer. Den ene bevægede sig rundt i skoven, den anden lå stille. Hvert hold havde to forsøg til at finde personen.
«Blandt semifinalisterne ønskede et hold at skabe en droneflok, der skulle flyve under trækronerne, styret af kunstig intelligens, som bestemte bevægelsesretningen, undveg stammer, grene og kviste. Ved hjælp af AI ville den analysere omgivelserne og identificere mennesker.
Men denne løsning er stadig ret langt fra at blive realiseret i fungerende form. Jeg tror, det vil tage omkring et år, før det fungerer i det mindste under testforhold,» fortæller Maxim Chizhov.
Holdet «ALB-søgning» var tæt på at få succes. De havde en højttaler om bord, som var tilsluttet radioen, en mikrofon, der kunne lytte til omgivelserne, et kamera og en computer med AI og et trænet neuralt netværk, som behandlede billeder fra kameraet i realtid, hvor en person kunne ses.
«Operatøren kunne analysere ikke tusindvis af billeder, hvilket er fysisk umuligt, men tit eller endda enkelte, og derefter træffe beslutning: ændre droneens rute, er der brug for en ekstra drone til rekognoscering, eller skal søgegruppen sendes straks».
Men de fleste hold stødte på lignende problemer - teknologierne var ikke tilpasset forholdene i en virkelig skov.
Computer vision, som mange stolede på, fungerede under test i parker og åbne skovområder - men viste sig at være ubrugelig i tætte skove.
Termiske kameraer, som omkring en tredjedel af holdene havde sat deres håb til, viste sig også at være ineffektive. Om sommeren - når flest mennesker forsvinder - var bladene så varme, at de dannede et homogent varmt punkt. Det er lettere at lede efter i en kort periode om natten, men der er stadig mange varme punkter - varme stubbe, dyr og meget mere. Et kamera kunne have været til hjælp til at verificere mistænkelige steder, men om natten er der ikke megen nytte af det.
Desuden viste det sig, at termiske kameraer var svære at skaffe. "Desværre er gode termiske kameraer utilgængelige i Rusland på grund af de restriktioner, som EU og andre lande har pålagt os," sagde Alexey Grishaev fra holdet "Vershina", som netop havde sat sin lid til denne teknologi.
"De termiske kameraer, der er tilgængelige på markedet, har digitalt udgang med en frekvens på 5-6 billeder i sekundet og en ekstra analog videoudgang med høj billedehastighed, men lav billedkvalitet. I sidste ende fandt vi et meget godt kinesisk termisk kamera. Man kan sige, at vi var heldige — der var kun ét i Moskva. Men det viste billeder på en lille skærm, hvor man ikke kunne se noget.
De fleste hold brugte netop videoudgangen. Vores hold formåede at opgradere modellen og få et kvalitets digitalt billede med en frekvens på 30 billeder i sekundet. Det blev et termisk kamera af meget høj kvalitet. Bedre er det nok kun de militære modeller."
Men selv disse problemer er kun begyndelsen. I den korte tid, hvor UAV'en fløj over søgeområdet, tog kameraer og termiske kameraer titusinder af billeder. Det var umuligt at overføre dem til punktet undervejs — der var hverken internet eller mobilopkald over skoven. Derfor vendte dronen tilbage til punktet, hvor optagelserne blev overført fra dens bæresystemer og tog ikke mindre end en halv time, men i sidste ende modtog vi så meget materiale, at man fysisk ikke kunne gennemgå det på timer. I denne situation brugte holdet "Vershina" en særlig algoritme, der udvalgte billeder, hvor der blev opdaget termiske anomalier. Dette reducerede data behandlingen.
"Vi så, at ikke alle hold, der kom til kvalifikationsprøverne, forstod, hvad en skov er. At radiosignalet breder sig anderledes i en skov og forsvinder ganske hurtigt," sagde Maxim Chizhov på pressekonferencen. "Vi så også overraskede hold, da forbindelsen forsvandt allerede på en afstand af en og en halv kilometer fra startpunktet. For nogle var det en overraskelse at internetforbindelsen ikke eksisterede over skoven. Men det er realiteten. Det er den skov, hvor mennesker går tabt."
Teknologien baseret på lys- og lydsignaler har vist gode resultater. Fire hold gik videre til finalen, tre af dem baserede netop deres løsning på dette.
«Da vi så disse Moskva-jungler, forstod vi straks - droner har ikke noget at gøre der. Hvert værktøj er nødvendigt til sin opgave, og de er gode til at inspicere store åbne rum,» siger Alexander Aitov.
I semifinalen var der kun tre personer i teamet, som gik til fods gennem skoven og placerede markører i søgeområdet. Mens mange løste ingeniøropgaver, arbejdede Naходка som redningsfolk. «Man skal bruge ikke landbrugpsykologi, når man bare dækker området. Man skal agere som en redningsmand, sætte sig i den savnedes sted, se i hvilken retning han kan gå, og hvilke stier han kan tage.»
Men de markører, som «Находка» havde på dette tidspunkt, var allerede ikke så enkle som for nogle år siden i Jakutien. Ved hjælp af tilskud fra «Systema» udviklede ingeniørerne i teamet en radiokommunikationsteknologi. Nu, når en person finder en markør, trykker vedkommende på knappen, og redningsfolkene får straks et signal og ved præcist, hvilken markør den savnede venter på dem. Dronen er ikke nødvendig til søgning, men for at løfte en radiotransmitter op i luften og øge transmissionsradiusen af aktiveringssignalet fra markørerne.
Endnu to teams har udviklet komplette søgesystemer baseret på lydmarkører. For eksempel skabte MMS Rescue-teamet et netværk af bærbare markører, hvor hver markør fungerer som en retransmitter, hvilket tillader signalet om dens aktivering at blive sendt selv i mangel af direkte radiokommunikation med kontrolcentret.
«Vi har en gruppe entusiaster, der griber denne opgave an for første gang,» siger de. «Vi har beskæftiget os med andre brancher - teknik, IT, vi har specialister fra den rumfartssektor. Vi samlede os, brainstormede og besluttede at lave denne løsning. De vigtigste kriterier var lave omkostninger og brugervenlighed. Så folk uden træning kunne tage det og anvende det.»
Et andet team - «Stratonauts» - kunne med en lignende løsning finde en statist hurtigere end nogen anden. De har udviklet en speciel app, der sporer både dronens position, markørernes placering og positionen af alle redningsfolkene. Dronen, der leverede markørerne, fungerede også som retransmitter for hele systemet, så signalet fra markørerne ikke gik tabt i skoven.
«Det var ikke let. På en af dagene blev vi godt gennemblødte. To af vores folk gik ind i skoven gennem tæt bevoksning, og de indså, at det bestemt ikke var en picnic. Men trætte og tilfredse vendte de tilbage — vi fandt trods alt personen i begge forsøg på kun 45 minutter,» fortæller Stanislav Yurchenko fra „Stratonauterne“.
«Vi har med hjælp fra droner placeret mærker i centrum af området for at sikre det bedste dækning. På én flyvning kan dronen transportere ét mærke. Det tager tid — men det er hurtigere end en person. Vi brugte små, kompakte DJI Mavick-droner — ét mærkes størrelse. Det er det maksimale, den kan bære, men det er økonomisk. Selvfølgelig ville vi gerne finde en helt autonom løsning. Med AI, så dronen kan scanne skoven og bestemme afkastpunkter. Vi har i øjeblikket en operatør, men efter en kilometer, hvis vi ikke bruger ekstra udstyr — mister vi forbindelsen. Så i næste fase skal vi finde på noget.»
Men ingen teams fandt den immobiliserede person, og vigtigst af alt — ingen har fundet ud af, hvordan man gør det. Teoretisk set har kun teamet „Værtinden“ haft en chance for at finde ham, som på trods af alle vanskelighederne lykkedes at finde personen og nå finalen ved hjælp af et termisk kamera.
«Oprindeligt havde vi ideen om at bruge to droner af flytype,» fortæller Alexey Grishayev fra „Værtinden“, — «Vi udviklede dem til at bestemme atmosfærens sammensætning, og vi har stadig til opgave at lave en vejrbestandig UAV. Vi besluttede at prøve dem i denne konkurrence. Højden på hver dronens hastighed er mellem 90 og 260 km/t. Den store hastighed og de unikke aerodynamiske egenskaber ved UAV'en gør det muligt at søge under alle vejrforhold og muliggør hurtig scanning af det angivne område.»
Fordelen ved sådanne apparater er, at de ikke falder, når motoren slukkes, men fortsætter med at glide og lander med faldskærm. Ulempen er, at de ikke er så manøvredygtige som quadcoptre.
På den primære drone "Værshøjde" er der installeret en forbedret termisk kamera og et højopløseligt fotografiapparat, mens den sekundære kun har et fotografiapparat. Ombord på hoved-BPLa'en findes en mikrokcomputer, som ved hjælp af software udviklet af teamet selvstændigt opdager termiske anomalier og sender deres koordinater med detaljerede billeder fra begge kameraer. "På den måde behøver vi ikke at gennemgå alt materialet live, og det er, for at forstå, cirka 12.000 billeder pr. flyvning."
Men flyteknologien blev først for nylig skabt af teamet, og der var stadig mange problemer – med affyringssystemet, faldskærmen og autopiloten. "Vi var bange for at tage den til test – den kunne bare falde ned. Vi ville undgå tekniske problemer. Derfor valgte vi en klassisk løsning – DJI Matrice 600 Pro."
På trods af alle vanskelighederne, som fik mange til at opgive kameraer og termiske kameraer, formåede Værshøjde at finde en statist. Dette krævede meget arbejde, dels med det termiske kamera, dels med selve søgemetoderne.
I løbet af tre måneder testede teamet en teknologi, som gjorde det muligt for det termiske kamera at kigge ned på jorden mellem træernes kroner. "Der var en del held involveret, fordi ruten for statistene lå gennem sådanne skove, at intet termisk kamera ville kunne se noget. Og hvis en person blev træt og satte sig under en gran – ville det være umuligt at finde ham.
Fra starten af sagde vi nej til fuld gennemsøgning af skoven med vores BPLa'er. I stedet besluttede vi at lede efter mennesker ved at flyve over rydninger, lysninger og åbne områder. Jeg kom til stedet på forhånd for at studere området og tegnede ruter for BPLa'erne kun over de steder, hvor mennesker teoretisk set kunne ses.
Ifølge Alexey er det meget dyrt at bruge flere droner sammen (en bærebølge med teknisk udstyr til søgning ombord koster mere end 2 millioner rubler), men til sidst vil det være nødvendigt. Han mener, at dette giver en chance for at opdage en stillestående statist. "Vi ønskede oprindeligt kun at finde en liggende person. Vi mente, at en bevægelig person ville blive fundet alligevel. Og hold med sendere – søgte kun efter en bevægende."
Jeg spurgte Alexander Aitov fra teamet "Finderen" - synes de ikke, at alle allerede har begravet den statiske person? For ham er der jo ingen brug for nødlys.
Han tænkte over det. Jeg fik det indtryk, at alle de andre teams talte med smil og ild i øjnene om løsningen på ingeniøropgaverne. Drengene fra MMS Rescue sagde humoristisk, at det smedte nødlys kunne lande direkte på en liggende person. "Stratonauterne" indrømmede, at det er en meget kompleks overopgave, for hvilken der endnu ikke er nogen ideer. Og redderen fra "Finderen" talte, som jeg opfattede det, med en blanding af sorg og håb:
— Vi har en lille pige, tre og et halvt år, der er forsvundet i taigaen. Hun har været der i tolv dage, og der blev søgt med mange mennesker i ti dage. Da hun blev fundet, lå hun i græsset, hun var næsten ikke synlig ovenfra. Hun blev kun fundet ved at gennemsøge området.
Hvis der havde været sat nødlys op... i tre og et halvt år er et barn allerede ret bevidst. Og måske ville hun have gået hen til det og trykket på knappen. Jeg tror, at mange liv kunne være blevet reddet.
— Blev hun reddet?
— Ja, det gjorde hun.
Til efteråret skal de fire resterende teams til Vologda-regionen, og opgaven bliver meget sværere - at finde en person i et område med en radius på 10 kilometer. Det vil sige i et område på over 300 kvadratkilometer. Under forhold, hvor en drone kun har en halv times flyvetid, er synet begrænset af trækronerne, og forbindelsen forsvinder allerede efter en kilometer. Som Maxim Chizhov siger, er der endnu ikke nogen prototype klar til sådanne forhold, selvom han tror, at alle har en chance. Grigoriy Sergeev, formand for redningsholdet "Liza Alert" tilføjer:
"I dag er vi allerede klar til at bruge et par teknologier fra dem, vi har set, og det vil være effektivt. Og jeg opfordrer alle deltagere og ikke-deltagere - kom og test teknologierne! Kom til os for at deltage i søgningerne! Og så vil det ikke længere være en hemmelighed for nogen, at skoven ikke er gennemsigtig for radiosignaler, og at termisk vision ikke kan se gennem trækronerne. Min største drøm er at finde flere mennesker med færre ressourcer."
Kilde: habr.com
