Hace unos días finalizó el concurso Odyssey, en el que equipos de ingenieros buscaban la mejor tecnología para encontrar a personas desaparecidas en el bosque. En el verano hablé de y lo publiqué ayer .
Los organizadores se propusieron una tarea tremendamente difícil: encontrar a dos personas en un área de 314 km2 en 10 horas. Hubo diferentes ideas, pero (spoiler) ninguna tuvo éxito. Uno de los expertos técnicos del concurso fue Nikita Kalinovsky. Hablé con él sobre los participantes, sus decisiones y también le pregunté qué otras ideas se recordaron a lo largo de todas las etapas del concurso.
Si ya leyó la cobertura del final, verá algunas de las líneas aquí también. Esta es sólo la entrevista completa con una edición mínima.
Si no ha leído más de un artículo de esta serie, le contaré brevemente el contexto.
En episodios anterioresLa Fundación AFK Sistema lanzó el concurso Odyssey para encontrar formas de introducir tecnología moderna en la búsqueda de personas perdidas en la naturaleza sin medios de comunicación. De 130 equipos, cuatro equipos llegaron a la final; solo ellos pudieron encontrar dos veces seguidas personas en un bosque con una superficie de 4 km2.
El equipo Nakhodka, fundado por veteranos del Servicio de Rescate de Yakutia. Se trata de buscadores con amplia experiencia en condiciones forestales reales, pero quizás el equipo menos avanzado en cuanto a tecnología se refiere. Su solución es una gran baliza sonora que, utilizando una configuración de señal especial, es claramente audible a una distancia de hasta un kilómetro y medio. Una persona escucha el sonido y envía una señal a los rescatistas desde el faro. El truco no está tanto en la tecnología como en la táctica de su uso. Los ingenieros de búsqueda utilizan un mínimo de balizas para delimitar el perímetro de búsqueda y, reduciéndolo gradualmente, encontrar a la persona.
El equipo de Vershina es exactamente lo contrario de Nakhodka. Los ingenieros dependen exclusivamente de la tecnología y no utilizan fuerzas terrestres en absoluto. Su solución son drones equipados con cámaras termográficas, cámaras y altavoces personalizados. La búsqueda entre las imágenes también la realizan algoritmos, no personas. A pesar del escepticismo de muchos expertos sobre la inutilidad de las cámaras termográficas y el bajo nivel de los algoritmos, Vershina encontró varias veces personas tanto en las semifinales como en la final (pero no las que necesitaban).
Stratonauts y MMS Rescue son dos equipos que utilizan una amplia gama de soluciones. Balizas sonoras, globos para establecer comunicación en el territorio, drones con fotografía y rastreadores de búsqueda en tiempo real. Los Stratonautas fueron los mejores en las semifinales porque fueron los más rápidos en encontrar a las personas desaparecidas.
Las balizas sonoras se han convertido en la solución más eficaz y común, pero con su ayuda sólo pueden encontrar a una persona que pueda moverse. Una persona que está acostada casi no tiene posibilidades. Parece que la mejor manera de buscarlo es con una cámara termográfica, pero la cámara termográfica no puede ver nada a través de las copas y también tiene dificultades para distinguir los puntos de calor de las personas de todos los demás objetos en el bosque. La fotografía, los algoritmos y las redes neuronales son tecnologías prometedoras, pero hasta ahora están funcionando mal. También había tecnologías exóticas, pero cada una de ellas tenía más limitaciones que ventajas.
— ¿Qué haces fuera de la competición?
— Grupo de empresas INTEC, Tomsk. El área principal es el diseño industrial, el desarrollo de electrónica y software, incluido el software integrado. Tenemos nuestro propio piloto pequeño y producción a pequeña escala, ayudamos a llevar el producto desde la idea hasta la producción en masa. Uno de nuestros proyectos más famosos es el proyecto “NIMB”, que venimos desarrollando desde 2015. En 2018 recibimos el premio Red Dot Design Award por este proyecto. Se trata de uno de los premios más prestigiosos del mundo del diseño industrial.
-¿Qué hace esta cosa?
— Este es un anillo de seguridad, un botón de alarma que el usuario presiona cuando ocurre un evento alarmante. Parece un anillo normal y corriente. En su parte inferior hay un botón, en su interior hay un módulo Bluetooth para comunicarse con un teléfono inteligente, un micromotor eléctrico para indicación táctil, una batería y un LED de tres colores. La base contiene un tablero combinado rígido-flexible. La parte principal del cuerpo es de metal, la tapa es de plástico. Este es un proyecto bastante conocido. En 2017 recaudaron unos 350 mil dólares en Kickstarter.
- ¿Te gusta esto? Te encuentras a gusto aquí? ¿Están los equipos a la altura de las expectativas?
— En algunos equipos, las personas tienen una amplia experiencia en búsquedas, han estado en el bosque más de una vez y han realizado este tipo de eventos más de una vez. Tienen un buen conocimiento de cómo encontrar una persona en condiciones reales, pero tienen muy pocos conocimientos de tecnología. En otros equipos, los muchachos conocen muy bien la tecnología, pero no tienen la menor idea de cómo moverse por el bosque en condiciones de verano, invierno y otoño.
— ¿No existe un término medio?
- Todavía no lo he visto ni una sola vez. La opinión general de todos los expertos es la siguiente: si unes a todos los equipos, los obligas a colaborar, los obligas a combinar soluciones, tomas lo mejor de cada uno y lo implementas, obtendrás un complejo genial. Naturalmente, es necesario terminarlo, llevarlo a un estado de producto sano y darle su forma comercializable final. Sin embargo, esta será una solución genial que realmente se puede utilizar y que realmente salvará la vida de personas.
Pero individualmente, cada una de las soluciones no es totalmente efectiva. En algún lugar no hay suficiente capacidad para todo tipo de clima, en algún lugar no hay suficiente disponibilidad las XNUMX horas, algunos no buscan personas inconscientes. Siempre es necesario adoptar un enfoque integral y, lo más importante, siempre es necesario comprender que existe una determinada teoría de la búsqueda de personas y lo complejo debe corresponder a esta teoría.
Ahora las soluciones son crudas. Aquí puedes ver dos clases de proyectos: la primera son sistemas muy simples y muy confiables que funcionan. Esas balizas de señal sonora que trajeron los muchachos de Yakutia, el equipo de Nakhodka, son un dispositivo único. Está claro que fue elaborado por personas con amplia experiencia. Técnicamente es muy simple, es una señal neumática ordinaria con un módulo LoRaWAN y una red MESH desplegada en él.
— ¿Qué tiene de especial?
"Se oye a un kilómetro y medio de distancia, en el bosque". Muchos otros no experimentan este efecto, aunque el nivel de volumen es aproximadamente el mismo para todos. Pero una frecuencia y una configuración de la señal neumática correctamente seleccionadas dan tales resultados. Personalmente grabé el sonido a una distancia de unos 1200 metros, entendiendo muy bien que se trataba realmente del sonido de una señal y la dirección hacia ella. En condiciones del mundo real, esto funciona muy bien.
— Al mismo tiempo, parece el menos avanzado tecnológicamente.
- Esto es cierto. Están fabricados a partir de un trozo de tubo de PVC y son la solución más sencilla, fiable y muy eficaz. Pero con sus limitaciones. No podemos utilizar estos dispositivos para encontrar a una persona que está inconsciente.
— ¿Segunda clase de proyectos?
- La segunda clase son soluciones técnicas complejas que implementan varios modelos de búsqueda específicos: búsqueda mediante cámaras termográficas, combinación de imágenes térmicas e imágenes de tres colores, drones, etc.
Pero allí todo está muy crudo. Las redes neuronales se utilizan en algunos lugares. Se implementan en computadoras personales, en placas nvidia jetson y en los propios aviones. Pero todo esto aún está inexplorado. Y como ha demostrado la práctica, el uso de algoritmos lineales en estas condiciones funcionó de manera mucho más efectiva que las redes neuronales. Es decir, identificar a una persona por una mancha en la imagen de una cámara termográfica, utilizando algoritmos lineales, por el área y la forma del objeto, dio un efecto mucho mayor. La red neuronal no encontró prácticamente nada.
- ¿Porque no había nada que enseñarle?
— Afirmaron que enseñaban, pero los resultados fueron sumamente controvertidos. Ni siquiera los controvertidos: casi no los hubo. Las redes neuronales no se mostraron aquí. Existe la sospecha de que les enseñaron incorrectamente o les enseñaron algo incorrecto. Si las redes neuronales se aplican correctamente en estas condiciones, lo más probable es que den buenos resultados, pero es necesario comprender toda la metodología de búsqueda.
— Dicen que las redes neuronales son prometedoras. Si los haces bien, funcionarán. Por el contrario, dicen de una cámara termográfica que en cualquier caso es inútil.
“Sin embargo, el hecho quedó registrado. La cámara termográfica realmente busca personas. Como en el caso de las redes neuronales, debemos entender que estamos hablando de herramientas. Si tomamos un microscopio, entonces para examinar objetos pequeños. Si estamos clavando un clavo, es mejor no utilizar el microscopio. Lo mismo ocurre con una cámara termográfica y las redes neuronales. Un instrumento correctamente configurado y utilizado correctamente en las condiciones adecuadas da un buen resultado. Si utilizamos la herramienta en el lugar equivocado y de forma incorrecta, es natural que no obtengamos el resultado.
- Bueno, ¿cómo se puede utilizar una cámara termográfica si aquí dicen que hasta un muñón podrido da más calor que una abuela desaparecida?
- No mas. Comprobaron, miraron, nada más. La persona tiene un patrón claro. Es necesario comprender que una persona es un objeto muy específico. Además, en diferentes épocas del año se trata de objetos diferentes. Si hablamos de verano, entonces se trata de una persona con una camiseta ligera o una camiseta que brilla con un punto potente en la cámara termográfica. Si hablamos de otoño, de invierno, entonces vemos una cabeza cubierta con una capucha con el resto de un rastro de calor que sale de debajo de la capucha o de debajo del sombrero, manos luminosas; todo lo demás está oculto por la ropa.
Por lo tanto, a través de una cámara termográfica se puede ver claramente a una persona; yo lo vi con mis propios ojos. Otra cosa es que los jabalíes, los alces y los osos son igualmente claramente visibles, y necesitamos filtrar muy claramente lo que observamos. Definitivamente no se puede arreglárselas solo con una cámara termográfica; no se puede simplemente tomarla, apuntar a una cámara termográfica y decir que resolverá todos nuestros problemas. No, debe haber un complejo. El complejo debería incluir una cámara tricolor que proporcione una imagen a todo color o una imagen monocromática retroiluminada con LED. Tiene que venir con algo más, porque la propia cámara termográfica sólo produce manchas.
— De los equipos que actualmente están en la final, ¿quién es el más genial?
— Para ser honesto, no tengo ningún favorito. Puedo arrojarle un ladrillo macizo a cualquiera. Digamos que me gustó mucho la decisión del primer equipo de Vershina. Solo tenían una cámara termográfica y una cámara tricolor. Me gustó la ideología. Los muchachos buscaron por medios técnicos sin involucrar a las fuerzas terrestres, no tenían ningún equipo móvil, buscaron solo con drones, pero encontraron personas. No diré si encontraron a quien necesitaban o no, pero encontraron personas y animales. Si comparamos las coordenadas de un objeto en una cámara termográfica y un objeto en una cámara tricolor, podremos identificar el objeto y determinar si hay una persona allí.
Tengo preguntas sobre la implementación, la sincronización de la cámara termográfica y la cámara se hizo descuidadamente, prácticamente no estaba allí. Lo ideal es que el sistema tenga un par estéreo, una cámara monocromática, una cámara tricolor y una cámara termográfica, y que todos funcionen en un solo sistema de tiempo. Este no fue el caso aquí. La cámara funcionaba en un sistema separado y la cámara termográfica en otro, por lo que se encontraron artefactos. Si la velocidad del dron fuera un poco mayor, habría producido distorsiones muy fuertes.
— ¿Volaron en helicóptero o había un avión?
— Aquí nadie tenía helicóptero. Más bien, los helicópteros fueron lanzados por uno de los equipos, pero se trataba de una función puramente técnica para garantizar la comunicación en la zona de búsqueda. Se les colgó un repetidor LOR que proporcionaba comunicación en un radio de 5 kilómetros.
Como resultado, todos los aviones de búsqueda aquí son de tipo avión. Esto trae consigo sus propios problemas, porque el despegue y el aterrizaje no es fácil. Por ejemplo, ayer las condiciones meteorológicas no permitieron al equipo de Najodka lanzar su dron. Pero yo diría esto: el dron que tenían en servicio no les habría ayudado en la forma en que está configurado ahora.
“En las semifinales querían utilizar el dron sólo para retransmisiones.
— El dron en Najodka fue diseñado para tomar fotografías y videos y alertar. Hay una baliza, una cámara termográfica y una cámara a color. Al menos eso es lo que escuché de ellos. Ni siquiera lo desempaquetaron ayer. Todavía estaba empacado tal como fue entregado. Pero incluso si lo consiguieran, probablemente no lo usarían. Tenían una táctica completamente diferente: buscaban con los pies.
Hoy los chicos quieren sembrar el bosque con balizas y utilizarlas para encontrar gente. Esta es la solución que menos me gusta. Tengo grandes dudas de que luego recojan los 350 faros que trajeron aquí. O mejor dicho, los obligaremos a cobrar, pero no es un hecho que lo recogerán todo. Lo que más me gustó fue la decisión del primer equipo porque implicaba un abandono total de las fuerzas terrestres.
- ¿Sólo por esto? Después de todo, si realmente se toma un área tan grande en cantidad, podría funcionar.
"Lo más probable es que funcione, pero no me gustó ni la configuración de caída ni la configuración de las balizas en sí".
— Queda un ladrillo para los estratonautas.
— Los estratonautas tienen una solución genial. Si lo hubieran hecho como querían, lo habrían conseguido. Pero también tuvieron problemas con las máquinas voladoras.
Tienen un sistema para proporcionar grupos de búsqueda. El énfasis principal está en las fuerzas terrestres móviles. Se les emiten balizas, se les proporciona comunicación con grupos y comunicación con balizas terrestres para desplegar grupos de búsqueda en los puntos correctos y en las direcciones correctas. Disponen de globos con repetidores que proporcionan comunicaciones sobre la zona. Tienen balizas estacionarias terrestres, pero hay muy pocas y ellos mismos admiten que las hicieron en el último momento, y para ellos esta no es la unidad táctica principal: las hicieron para realizar pruebas. Hay bastantes de ellos y no hicieron una contribución especial a la táctica.
La táctica principal fue que cada motor de búsqueda del grupo tuviera su propio rastreador personal, que se combina en una única red de información junto con la sede. Pueden ver claramente quién está en qué lugar. El peinado se realiza en tiempo real, se ajusta la dirección.
"Todo parece como si realmente quisieras combinarlo en uno solo".
- Sí, absolutamente así. Grigory Sergeev y yo caminamos, él mira y dice: "Maldita sea, qué cosa tan genial, ojalá tuviera eso", llegamos a los demás, "Maldita sea, qué cosa tan genial, ojalá tuviera eso", llegamos a un tercero, “Joder, qué cosa tan genial”, habría encontrado a una persona por ahí y por allá”.
Por otra parte, son buenas soluciones sectoriales para determinadas condiciones. Si los combinas, obtienes un muy buen complejo, que tiene un solo campo de comunicaciones, hay un despliegue del sistema a gran distancia utilizando globos, hay un sistema para rastrear y controlar las fuerzas terrestres en tiempo real, hay Las balizas que alcanzan un alcance suficientemente largo y pueden utilizar correctamente y dividir el área de búsqueda en sectores envían una señal a la persona para que se dirija hacia ellos, y luego todo se convierte en una cuestión de tecnología. Hay tiempo de vuelo: se utilizan algunas fuerzas, no hay tiempo de vuelo, otras, noche, y otras más.
"Pero todo esto es catastróficamente caro".
— Algunas son caras, otras no.
— Por ejemplo, un dron que despega ahora probablemente cueste tanto como un Boeing.
- Sí, su coste es bastante elevado. Pero debe comprender que si se usa correctamente, se trata de una compra única. Debe comprarlo una vez y luego transportarlo por todo el país y usarlo. Una inversión única de este tipo en manos competentes durará bastante tiempo si se mantiene y opera adecuadamente.
— Cuando miraste las solicitudes para el concurso, ¿hubo algo que te gustó pero no llegó a la final?
—Había muchas cosas divertidas allí.
— ¿Qué es lo más gracioso que recuerdas?
— Recuerdo mucho los bioradares suspendidos en el globo. Me reí durante mucho tiempo.
"Incluso da miedo preguntar qué es".
— El truco es que ésta es una muy buena forma de determinarlo. Bioradar tiene como objetivo identificar objetos biológicos vivos en el contexto de todo lo demás que se refleja. Generalmente se utilizan la vibración del pecho y el pulso. Para ello se utilizan radares de muy alta frecuencia a 100 GHz, brillan a una distancia bastante buena e iluminan el bosque a una profundidad de 150 por 200 metros.
- ¿Por qué es gracioso entonces?
— Porque esto sólo funciona cuando está instalado de forma permanente y querían colgarlo en un globo. Y dicen: "este es un objeto estacionario". Ahora estamos mirando el globo, tiembla constantemente y quieren colgarle algo que hay que atornillar firmemente al suelo, de lo contrario la imagen será tal que no quedará nada claro en ella.
Los drones de cartón también fueron muy divertidos.
— ¿Los de cartón?
- Sí, drones de cartón. Fue muy gracioso. Un avión pegado de cartón y pintado con barniz. Voló tal como Dios quiso. Los muchachos querían que volara en una dirección, pero voló a cualquier lugar menos en la dirección correcta y al final se estrelló, ahorrándose el dolor.
El “roscón volador que se puede reconfigurar en una salchicha voladora” fue muy divertido: una cita real de la aplicación. Se toma la trenza exterior de la manguera contra incendios, se quita la goma, se infla y se convierte en un tubo largo, retorcido por ambos lados. Lo atan y resulta ser un donut volador del que cuelgan una cámara. Y que un panecillo se puede transformar fácilmente en una salchicha voladora: todos se rieron de la salchicha. No está claro por qué la salchicha, pero fue muy divertido.
— Escuché sobre cubos que se colocan en el suelo y leen vibraciones y pasos.
- Sí, efectivamente, existían esas cosas. Tienes que entender que la cosa es bastante funcional. Conozco varios productos comerciales que hacen precisamente eso. Este es un sismógrafo optimizado para sistemas de seguridad perimetral. Pero esto se utiliza exclusivamente para infraestructuras críticas e instalaciones militares. Sé que las estaciones de bombeo de gas tienen sistemas de control de acceso de tres niveles, el primero de los cuales son los sismógrafos.
— Suena bastante prometedor. ¿Por qué no entonces?
“El hecho es que una cosa es proteger el perímetro cerrado de una instalación de infraestructura crítica con un área pequeña y otra cosa es sembrar todo el bosque con estos sismógrafos. Su alcance es muy corto y lo más importante es que apenas se puede distinguir entre un jabalí corriendo, un hombre corriendo y un oso corriendo. En teoría, es posible, por supuesto, si enciendes el hardware correctamente, pero esto complica mucho la técnica, me parece que hay métodos mucho más simples.
A todos se les recomendó pasar a los cuartos de final, a todos se les recomendó que probaran suerte. Los que vemos aquí son los que realmente lograron encontrar personas. No se encontró al resto de personas, por lo que la competencia, me parece, es bastante objetiva. Puedes, por ejemplo, confiar en la opinión de los expertos, no puedes confiar en ella, pero el hecho es que la encontraron o no.
Fuente: habr.com