For et par dage siden sluttede Odyssey-konkurrencen, hvor ingeniørhold ledte efter den bedste teknologi til at finde savnede mennesker i skoven. Om sommeren talte jeg om , og postede det i går .
Arrangørerne stillede en kolossalt vanskelig opgave - at finde to personer i et område på 314 km2 på 10 timer. Der var forskellige ideer, men (spoiler) ingen lykkedes. En af konkurrencens tekniske eksperter var Nikita Kalinovsky. Jeg diskuterede med ham deltagerne, deres beslutninger og spurgte også, hvilke andre ideer der blev husket gennem alle faser af konkurrencen.
Hvis du allerede har læst dækningen af finalen, kan du også se nogle af linjerne her. Dette er blot hele interviewet med minimal redigering.
Hvis du ikke har læst mere end én artikel i denne serie, vil jeg kort genfortælle konteksten.
I tidligere afsnitAFK Sistema Foundation lancerede Odyssey-konkurrencen for at finde måder at introducere moderne teknologi i søgen efter mennesker, der er fortabt i naturen uden kommunikationsmidler. Ud af 130 hold nåede fire hold finalen - kun de var i stand til at finde folk i en skov med et areal på 4 km2 to gange i træk.
Nakhodka-holdet, grundlagt af veteraner fra Yakutia Rescue Service. Det er søgemaskiner med stor erfaring i rigtige skovforhold, men måske det mindst avancerede hold rent teknologisk. Deres løsning er et stort lydfyr, som ved hjælp af en speciel signalkonfiguration tydeligt kan høres i en afstand på op til halvanden kilometer. En person kommer til lyden og sender et signal til redningsfolk fra fyret. Tricket ligger ikke så meget i teknologien som i taktikken for dens brug. Søgeingeniører bruger et minimum af beacons til at afskærme søgeperimeteren og, gradvist indsnævre den, finde personen.
Vershina-holdet er det stik modsatte af Nakhodka. Ingeniører er helt afhængige af teknologi og bruger slet ikke landstyrker. Deres løsning er droner udstyret med tilpassede termiske kameraer, kameraer og højttalere. Søgningen blandt optagelserne udføres også af algoritmer, ikke af personer. På trods af mange eksperters skepsis over for ubrugeligheden af termiske kameraer og det lave niveau af algoritmer, fandt Vershina flere gange folk i både semifinalerne og finalerne (men ikke dem, de havde brug for).
Stratonauts og MMS Rescue er to teams, der bruger en lang række løsninger. Lydfyr, balloner til etablering af kommunikation i territoriet, droner med fotografering og søgetrackere i realtid. Stratonauterne var de bedste i semifinalerne, fordi de fandt de forsvundne mennesker hurtigst.
Lydfyr er blevet den mest effektive og udbredte løsning, men med deres hjælp kan de kun finde en person, der er i stand til at bevæge sig. En person, der ligger ned, har næsten ingen chance. Det ser ud til, at den bedste måde at lede efter det er med et termokamera, men termokameraet kan ikke se noget gennem kronerne, og har desuden svært ved at skelne varmepletter fra mennesker fra alle andre genstande i skoven. Fotografering, algoritmer og neurale netværk er lovende teknologier, men indtil videre klarer de sig dårligt. Der var også eksotiske teknologier, men hver af dem havde flere begrænsninger end fordele.
– Hvad laver du uden for konkurrencen?
— INTEC Group of Companies, Tomsk. Hovedområdet er industrielt design, udvikling af elektronik og software, herunder indlejret software. Vi har vores egen lille pilot og småskala produktion, vi hjælper med at bringe produktet fra idé til masseproduktion. Et af vores mest kendte projekter er "NIMB"-projektet, som vi har udviklet siden 2015. I 2018 modtog vi Red Dot Design Award for dette projekt. Dette er en af de mest prestigefyldte priser i verden af industrielt design.
- Hvad gør denne ting?
— Dette er en sikkerhedsring, en alarmknap, som brugeren trykker på, når der opstår en alarmerende hændelse. Ligner en almindelig fingerring. Der er en knap på bunden, indeni er et Bluetooth-modul til kommunikation med en smartphone, en mikro-elektrisk motor til taktil indikation, et batteri og en tre-farvet LED. Basen indeholder en kombineret rigid-flex-plade. Hoveddelen af kroppen er metal, dækslet er plastik. Dette er et ret kendt projekt. I 2017 rejste de omkring 350 tusind dollars på Kickstarter.
- Hvordan kan du lide det her? Lever holdene op til forventningerne?
— I nogle hold har folk stor søgeerfaring, har været i skoven mere end én gang og har gennemført sådanne arrangementer mere end én gang. De har en god forståelse for, hvordan man finder en person under virkelige forhold, men de har meget lidt forståelse for teknologi. I andre hold er fyrene meget velbevandrede i teknologi, men de har absolut ingen idé om, hvordan man bevæger sig gennem skoven under sommer-, vinter- og efterårsforhold.
– Er der ingen gylden middelvej?
- Jeg har ikke set den en gang endnu. Den generelle mening fra alle eksperter er denne: Hvis du forener alle teams, tvinger dem til et enkelt samarbejde, tvinger dem til at kombinere løsninger, tager det bedste fra hver og implementerer det, vil du få et meget cool kompleks. Naturligvis skal det færdiggøres, bringes til en fornuftig produkttilstand og bringes i endelig omsættelig form. Dette vil dog være en meget fed løsning, der rent faktisk kan bruges og faktisk vil redde folks liv.
Men hver for sig er hver af løsningerne ikke fuldt ud effektive. Et eller andet sted er der ikke nok kapacitet til al slags vejr, et eller andet sted er der ikke nok 24-timers tilgængelighed, nogle leder ikke efter bevidstløse mennesker. Du skal altid have en omfattende tilgang, og vigtigst af alt skal du altid forstå, at der er en bestemt teori om at søge efter mennesker, og komplekset skal svare til denne teori.
Nu er løsningerne rå. Her kan du se to klasser af projekter: den første er meget enkle og meget pålidelige systemer, der fungerer. Disse lydsignalfyrer, som fyrene fra Yakutia bragte, Nakhodka-holdet, er en unik enhed. Det er tydeligt, at det er lavet af folk med stor erfaring. Teknisk set er det meget enkelt, det er et almindeligt pneumatisk signal med et LoRaWAN-modul og et MESH-netværk installeret på det.
– Hvad er så unikt ved det?
"Det kan høres halvanden kilometer væk i skoven." Mange andre oplever ikke denne effekt, selvom lydstyrken er nogenlunde den samme for alle. Men en korrekt valgt frekvens og konfiguration af det pneumatiske signal giver sådanne resultater. Jeg optog personligt lyden på en afstand af omkring 1200 meter, med en meget god forståelse for, at dette virkelig var lyden af et signal og retningen mod det. Under virkelige forhold fungerer denne ting fantastisk.
— Det ser samtidig det mindst teknologisk avancerede ud.
- Det er rigtigt. De er lavet af et stykke PVC-rør og er den enkleste, mest pålidelige og meget effektive løsning. Men med sine begrænsninger. Vi kan ikke bruge disse enheder til at finde en person, der er bevidstløs.
— Anden klasse af projekter?
- Anden klasse er komplekse tekniske løsninger, der implementerer forskellige specifikke søgemodeller - søgning ved hjælp af termiske kameraer, kombination af termisk billeddannelse og trefarvebilleder, droner mv.
Men alt er meget råt der. Neurale netværk bruges steder. De er indsat på personlige computere, på nvidia jetson boards og på selve flyene. Men alt dette er stadig uudforsket. Og som praksis har vist, virkede brugen af lineære algoritmer under disse forhold meget mere effektivt end neurale netværk. Det vil sige, at identificere en person ved en plet på billedet fra et termisk billedapparat, ved hjælp af lineære algoritmer, ved objektets område og form, gav en meget større effekt. Det neurale netværk fandt praktisk talt intet.
- Fordi der ikke var noget at lære hende?
- De hævdede, at de underviste, men resultaterne var ekstremt kontroversielle. Ikke engang kontroversielle – der var næsten ingen. Neurale netværk viste sig ikke her. Der er en mistanke om, at de enten er blevet undervist forkert eller er blevet undervist i det forkerte. Hvis neurale netværk anvendes korrekt under disse forhold, vil de højst sandsynligt give gode resultater, men du skal forstå hele søgemetoden.
- De siger, at neurale netværk er lovende. Hvis du laver dem godt, vil de virke. Tværtimod siger de om et termisk kamera, at det er ubrugeligt under alle omstændigheder.
"Alligevel blev kendsgerningen registreret. Termokameraet leder virkelig efter mennesker. Som i tilfældet med neurale netværk skal vi forstå, at vi taler om værktøjer. Hvis vi tager et mikroskop, så for at undersøge små genstande. Hvis vi hamrer et søm, så er det bedre ikke at bruge et mikroskop. Det er det samme med et termisk billedapparat og neurale netværk. Et korrekt konfigureret instrument, korrekt anvendt under de rigtige forhold, giver et godt resultat. Hvis vi bruger værktøjet det forkerte sted og på den forkerte måde, er det naturligt, at vi ikke får resultatet.
- Jamen, hvordan kan man bruge et termokamera, hvis de her siger, at selv en rådnende stub giver mere varme end en forsvundet bedstemor?
- Ikke mere. De tjekkede, kiggede - ikke mere. Personen har et klart mønster. Du skal forstå, at en person er et meget specifikt objekt. Desuden er disse på forskellige tidspunkter af året forskellige objekter. Hvis vi taler om sommer, så er dette en person i en let T-shirt eller en T-shirt eller en skjorte, der lyser med en kraftig plet på varmekameraet. Hvis vi taler om efterår, om vinter, så ser vi et hoved dækket af en hætte med resten af et varmespor, der kommer ud fra under hætten eller fra under hatten, lysende hænder - alt andet er skjult af tøj.
Derfor kan en person tydeligt ses gennem et termisk kamera, jeg så det med mine egne øjne. En anden ting er, at vildsvin, elge og bjørne er lige så tydeligt synlige, og vi skal meget tydeligt filtrere, hvad vi observerer. Du kan bestemt ikke klare dig med bare et termisk kamera; du kan ikke bare tage det, pege på et termokamera og sige, at det vil løse alle vores problemer. Nej, der må være et kompleks. Komplekset bør omfatte et trefarvet kamera, der giver et fuldfarvebillede eller et monokromt billede bagbelyst med LED'er. Det skal medfølge noget andet ekstra, for selve termokameraet producerer bare pletter.
— Hvem er den sejeste af de hold, der lige nu er i finalen?
- For at være ærlig, så har jeg ingen favoritter. Jeg kan kaste en solid mursten efter enhver. Lad os bare sige, at jeg virkelig kunne lide beslutningen fra det første Vershina-hold. De havde bare et termisk kamera plus et trefarvet kamera. Jeg kunne godt lide ideologien. Fyrene søgte ved hjælp af tekniske midler uden at involvere jordstyrker, de havde slet ikke mobile mandskab, de søgte kun med droner, men de fandt folk. Jeg vil ikke sige, om de fandt, hvem de havde brug for eller ej, men de fandt mennesker og fandt dyr. Hvis vi sammenligner koordinaterne for et objekt på et termisk kamera og et objekt på et trefarvet kamera, så vil vi være i stand til at identificere objektet og afgøre, om der er en person der.
Jeg har spørgsmål om implementeringen, synkroniseringen af termokameraet og kameraet blev gjort skødesløst, det var der praktisk talt slet ikke. Ideelt set bør systemet have et stereopar, et monokromt kamera, et trefarvet kamera og et termisk kamera, og de fungerer alle i et enkelt tidssystem. Dette var ikke tilfældet her. Kameraet arbejdede i et separat system, termokameraet i et separat, og de stødte på artefakter på grund af dette. Hvis dronens hastighed var lidt højere, ville det have givet meget kraftige forvrængninger.
— fløj de på en copter, eller var der et fly?
- Ingen her havde en copter. Eller rettere sagt, copterne blev søsat af et af holdene, men det var en ren teknisk funktion for at sikre kommunikationen i eftersøgningsområdet. Der blev hængt en LOR repeater på dem, og den sørgede for kommunikation inden for en radius af 5 kilometer.
Som følge heraf er alle søgefly her af flytype. Dette bringer sine egne problemer med sig, for det er ikke nemt at tage af sted og lande. For eksempel tillod vejrforholdene i går ikke Nakhodka-teamet at affyre deres drone. Men jeg vil sige dette: dronen, som de havde i drift, ville ikke have hjulpet dem i den form, som den er konfigureret i nu.
"I semifinalerne ville de kun bruge dronen til relæ.
— Dronen ved Nakhodka blev lavet til foto-video-optagelse og advarsel. Der er et beacon, et termisk kamera og et farvekamera. Det er i hvert fald, hvad jeg har hørt fra dem. De pakkede den ikke engang ud i går. Det var stadig pakket, da det blev leveret. Men selvom de fik det, ville de nok ikke bruge det. De havde en helt anden taktik – de søgte med fødderne.
I dag vil fyrene så skoven med beacons og bruge dem til at finde folk. Det er den løsning, jeg bedst kan lide. Jeg er meget i tvivl om, at de så samler de 350 fyrtårne, som de bragte hertil. Eller rettere, vi vil tvinge dem til at samle ind, men det er ikke et faktum, at de samler alt. Jeg kunne bedst lide det første holds beslutning, fordi det indebar en fuldstændig opgivelse af landstyrker.
- Kun på grund af dette? Når alt kommer til alt, hvis du virkelig tager et så stort område i mængde, kan det måske virke.
"Det vil højst sandsynligt fungere, men jeg kunne ikke lide hverken drop-konfigurationen eller konfigurationen af selve beacons."
— Der er en mursten tilbage til Stratonauterne.
— Stratonauter har en fed løsning. Hvis de havde gjort det, som de gerne ville gøre det, ville de være lykkedes. Men de havde også problemer med flyvende maskiner.
De har et system til at levere søgegrupper. Hovedvægten er på mobile landstyrker. De er udstedte beacons, forsynet med kommunikation med grupper og kommunikation med jordbeacons til indsættelse af søgegrupper på de rigtige punkter og i de rigtige retninger. De har balloner med repeatere, der sørger for kommunikation over området. De har jordbaserede stationære beacons, men der er meget få af dem, og de indrømmer selv, at de lavede dem i sidste øjeblik, og for dem er dette ikke den vigtigste taktiske enhed - de har lavet dem for at teste. Der er en del af dem, og de har ikke ydet et særligt bidrag til taktikken.
Hovedtaktikken var, at hver søgemaskine i gruppen har sin egen personlige tracker, som er kombineret til et enkelt informationsnetværk sammen med hovedkvarteret. De kan tydeligt se, hvem der er på hvilket sted. Kæmning udføres i realtid, retningen justeres.
"Alt ser ud til, at du virkelig vil kombinere det til én."
- Ja, absolut. Grigory Sergeev og jeg gik, han kigger og siger: "For fanden, sikke en sej ting, jeg ville ønske, jeg havde det," vi kommer til andre, "Fanden, sikke en fed ting, jeg ville ønske, jeg havde det," vi kommer til en For det tredje, "For satan, sikke en sej ting." , jeg ville have fundet en person der og der."
Hver for sig er de sektormæssigt gode løsninger til visse forhold. Hvis du kombinerer dem, så får du et meget godt kompleks, som har et enkelt kommunikationsfelt, der er en indsættelse af systemet over en lang rækkevidde ved hjælp af balloner, der er et system til at spore og kontrollere jordstyrker i realtid, der er beacons, der rammer en tilstrækkelig lang rækkevidde og kan Korrekt brug og opdeling af søgeområdet i sektorer giver et signal til personen, så han går til dem, og så bliver alt til et spørgsmål om teknologi. Der er flyvevejr - nogle kræfter bruges, intet flyvevejr - andre, nat - atter andre.
"Men det hele er katastrofalt dyrt."
- Nogle er dyre, andre er ikke.
— For eksempel koster en drone, der letter nu, sandsynligvis lige så meget som en Boeing.
- Ja, deres omkostninger er ret høje. Men du skal forstå, at hvis det bruges korrekt, er dette et engangskøb. Du skal købe den én gang, og så bare transportere den rundt i landet og bruge den. Sådan en engangsinvestering i dygtige hænder vil vare ret lang tid, hvis den vedligeholdes og betjenes korrekt.
— Da du så på ansøgningerne til konkurrencen, var der noget, du kunne lide, men som ikke kom til finalen?
- Der var mange sjove ting der.
– Hvad er det sjoveste, du husker?
— Jeg kan virkelig huske de bioradarer, der er ophængt på ballonen. Jeg lo længe.
"Det er endda skræmmende at spørge, hvad det er."
— Tricket er, at det er en rigtig god måde at bestemme. Bioradar er rettet mod at identificere biologiske levende objekter på baggrund af alt andet, der reflekteres. Normalt bruges brystvibrationer og puls. Til dette bruges meget højfrekvente radarer på 100 GHz, de lyser på ret god afstand og oplyser skoven i en dybde på 150 gange 200 meter.
- Hvorfor er det så sjovt?
— Fordi denne ting kun virker, når den er installeret permanent, og de ville hænge den på en ballon. Og de siger, "dette er en stationær genstand." Nu kigger vi på ballonen, den ryster konstant, og de vil gerne hænge en ting på den, som skal skrues godt fast i jorden, ellers bliver billedet sådan, at der slet ikke står noget klart på den.
Papdroner var også meget sjove.
- Pap dem?
- Ja, papdroner. Det var meget sjovt. Et fly limet sammen af pap og malet med lak. Han fløj lige som Gud ville. Fyrene ville have, at han skulle flyve i én retning, men han fløj overalt, men i den rigtige retning, og til sidst styrtede han ned og sparede sig selv for smerten.
Den "flyvende bagel, der kan omkonfigureres til en flyvende pølse" var en meget sjov en - et rigtigt citat fra applikationen. Brandslangens ydre fletning tages, gummiet fjernes, det pustes op og bliver til et langt rør, snoet på begge sider. De binder det sammen, og det viser sig at være en flyvende donut, som de hænger et kamera på. Og at en bagel sagtens kan forvandles til en flyvende pølse – alle grinede af pølsen. Hvorfor, hvorfor pølsen er ikke klar, men det var meget sjovt.
— Jeg hørte om terninger, der er placeret på jorden, og de læser vibrationer og trin.
- Ja, sandelig, der var sådanne ting. Du skal forstå, at tingen faktisk er ret funktionel. Jeg kender til flere kommercielle produkter, der gør netop det. Dette er en sikkerhedstunet seismograf til perimetersikkerhedssystemer. Men denne ting bruges udelukkende til kritisk infrastruktur og militære installationer. Jeg ved, at gaspumpestationer har adgangskontrolsystemer i tre niveauer, hvoraf det første er seismografer.
– Det lyder lidt lovende. Hvorfor så ikke?
"Faktum er, at det er én ting at beskytte den lukkede perimeter af en kritisk infrastrukturfacilitet med et lille areal, og en anden ting er at så hele skoven med disse seismografer. Deres rækkevidde er meget kort, og det vigtigste er, at man næsten ikke kan skelne mellem et løbende vildsvin, en løbende mand og en løbende bjørn. Teoretisk er det selvfølgelig muligt, hvis du tænder for hardwaren korrekt, men dette komplicerer teknikken meget; der er meget enklere metoder, forekommer det mig.
Alle blev anbefalet at gå til kvartfinalen, alle blev anbefalet at prøve sig frem. Dem, som vi ser her, er dem, der faktisk formåede at finde folk. Alle de andre personer blev ikke fundet, så konkurrencen, det forekommer mig, er ret objektiv. Du kan for eksempel stole på eksperternes mening, du kan ikke stole på den, men faktum er fortsat - de fandt det, eller de fandt det ikke.
Kilde: www.habr.com