Paar päeva tagasi lõppes võistlus Odyssey, kus insenerimeeskonnad otsisid parimat tehnikat, et leida metsas kadunud inimesi. Suvel rääkisin ja postitas selle eile .
Korraldajad seadsid endale kolossaalselt raske ülesande – leida 314 tunniga 2 km10 suuruselt alalt kaks inimest. Ideid oli erinevaid, aga (spoiler) ei õnnestunud kellelgi. Üks võistluse tehnilisi eksperte oli Nikita Kalinovsky. Arutasin temaga osalejaid, nende otsuseid ning küsisin ka, millised ideed jäid konkursi kõikidest etappidest meelde.
Kui olete juba finaali kajastust lugenud, näete ka siin mõnda rida. See on vaid täielik intervjuu minimaalse toimetusega.
Kui te pole sellest sarjast rohkem kui ühte artiklit lugenud, kirjeldan lühidalt konteksti.
Eelmistes osadesSihtasutus AFK Sistema käivitas konkursi Odyssey, et leida mooduseid moodsa tehnoloogia juurutamiseks sidevahenditeta loodusesse eksinud inimeste otsimisel. 130 meeskonnast jõudis finaali neli võistkonda – ainult nemad suutsid kaks korda järjest inimesi 4 km2 suurusest metsast leida.
Nakhodka meeskond, mille asutasid Jakuutia päästeteenistuse veteranid. Need on otsingumootorid, millel on laialdased kogemused reaalsetes metsaoludes, kuid tehnoloogiliselt võib-olla kõige vähem arenenud meeskond. Nende lahendus on suur helimajakas, mis spetsiaalse signaalikonfiguratsiooni abil on selgelt kuuldav kuni pooleteise kilomeetri kaugusel. Heli peale tuleb inimene ja saadab tuletornist päästjatele signaali. Trikk pole mitte niivõrd tehnoloogias, kuivõrd selle kasutamise taktikas. Otsinguinsenerid kasutavad minimaalselt majakaid, et piirata otsingu perimeetrit ja seda järk-järgult kitsendada, leida inimene.
Vershina meeskond on Nakhodka täpne vastand. Insenerid toetuvad täielikult tehnoloogiale ega kasuta maavägesid üldse. Nende lahendus on kohandatud termokaamerate, kaamerate ja kõlaritega varustatud droonid. Kaadrite hulgast otsivad ka algoritmid, mitte inimesed. Vaatamata paljude ekspertide skeptilisusele termokaamerate kasutuse ja algoritmide madala taseme suhtes, leidis Vershina korduvalt inimesi nii poolfinaalist kui ka finaalist (kuid mitte neid, keda nad vajasid).
Stratonautid ja MMS Rescue on kaks meeskonda, kes kasutavad tervet valikut lahendusi. Helimajakad, õhupallid territooriumil side loomiseks, droonid koos pildistamise ja reaalajas otsimise jälgijatega. Stratonautid olid poolfinaalide parimad, sest nad leidsid kadunud inimesed kõige kiiremini üles.
Helimajakad on muutunud kõige tõhusamaks ja laiemalt levinud lahenduseks, kuid nende abil saab leida vaid liikumisvõimelise inimese. Lamaval inimesel pole peaaegu mingit võimalust. Tundub, et kõige õigem on seda otsida termokaameraga, kuid termokaamera ei näe läbi võrade midagi, samuti on tal raskusi soojuslaikude eristamisega inimestest kõigist teistest metsas leiduvatest objektidest. Fotograafia, algoritmid ja närvivõrgud on paljulubavad tehnoloogiad, kuid seni toimivad need halvasti. Oli ka eksootilisi tehnoloogiaid, kuid igaühel neist oli rohkem piiranguid kui eeliseid.
— Millega te väljaspool võistlust tegelete?
— INTECi kontsern, Tomsk. Põhivaldkonnaks on tööstusdisain, elektroonika ja tarkvara, sh manustarkvara arendus. Meil on oma väike piloot- ja väiketootmine, aitame viia toote ideest masstootmiseni. Üks meie tuntumaid projekte on projekt “NIMB”, mida oleme arendanud alates 2015. aastast. 2018. aastal saime selle projekti eest Red Dot disainiauhinna. See on üks prestiižsemaid auhindu tööstusdisaini maailmas.
- Mida see asi teeb?
— See on turvarõngas, häirenupp, mida kasutaja vajutab murettekitava sündmuse korral. Näeb välja nagu tavaline sõrmesõrmus. Selle põhjas on nupp, sees on Bluetooth-moodul nutitelefoniga suhtlemiseks, mikroelektrimootor puutenäiduks, aku ja kolmevärviline LED. Alus sisaldab kombineeritud jäik-flex-plaati. Korpuse põhiosa on metallist, kate plastik. See on üsna tuntud projekt. 2017. aastal kogusid nad Kickstarteris umbes 350 tuhat dollarit.
- Kuidas teile siin meeldib? Kas meeskonnad vastavad ootustele?
— Mõnes meeskonnas on inimesed suure otsimiskogemusega, metsas käinud rohkem kui korra ja selliseid üritusi läbi viinud rohkem kui korra. Neil on hea arusaam sellest, kuidas reaalsetes tingimustes inimest leida, kuid tehnoloogiast on neil väga vähe teadmisi. Teistes meeskondades on poisid tehnikaga väga hästi kursis, kuid neil pole aimugi, kuidas suvel, talvel ja sügisel metsas liikuda.
— Kas kuldset keskteed pole?
- Ma pole seda veel kordagi näinud. Kõikide ekspertide üldine arvamus on selline: kui ühendada kõik meeskonnad kokku, sundida ühtseks koostööks, sundida neid lahendusi kombineerima, võtta igaühest parim ja see ellu viia, saad väga laheda kompleksi. Loomulikult tuleb see viimistleda, viia mõistlikku tooteolekusse ja viia lõplikku turustatavasse vormi. See on aga väga lahe lahendus, mida saab tegelikult kasutada ja mis päästab tegelikult inimeste elusid.
Kuid eraldi ei ole kõik lahendused täielikult tõhusad. Kusagil ei ole piisavalt iga ilmaga võimekust, kuskil napib ööpäevaringset saadavust, mõni ei otsi teadvuseta inimesi. Alati tuleb läheneda kõikehõlmavalt ja mis kõige tähtsam, alati tuleb mõista, et inimeste otsimisel on teatud teooria ja kompleks peab sellele teooriale vastama.
Nüüd on lahendused toored. Siin näete kahte klassi projekte: esimene on väga lihtsad ja väga töökindlad süsteemid, mis töötavad. Need helisignaalmajakad, mille Jakuutiast, Nakhodka meeskond, tõid, on ainulaadne seade. On selge, et selle tegid suurte kogemustega inimesed. Tehniliselt on see väga lihtne, see on tavaline pneumaatiline signaal, millel on LoRaWAN-moodul ja sellele rakendatud MESH-võrk.
— Mis on selles nii ainulaadset?
"Seda on kuulda pooleteise kilomeetri kaugusel metsas." Paljud teised seda efekti ei koge, kuigi helitugevus on kõigi jaoks ligikaudu sama. Kuid pneumaatilise signaali õigesti valitud sagedus ja konfiguratsioon annab sellised tulemused. Ise salvestasin heli umbes 1200 meetri kauguselt, saades väga hästi aru, et see on tõesti signaali heli ja suund selle poole. Reaalsetes tingimustes töötab see asi suurepäraselt.
— Samas tundub see tehnoloogiliselt kõige vähem arenenud.
- See on tõsi. Need on valmistatud PVC-toru tükist ja on kõige lihtsam, usaldusväärsem ja väga tõhus lahendus. Kuid oma piirangutega. Me ei saa neid seadmeid kasutada teadvuseta inimese leidmiseks.
— Teine projektide klass?
- Teine klass on komplekssed tehnilised lahendused, mis rakendavad erinevaid spetsiifilisi otsingumudeleid – otsimine termokaamerate abil, kombineerides termopildi ja kolmevärvipilte, droonid jne.
Aga seal on kõik väga toores. Kohati kasutatakse närvivõrke. Neid kasutatakse personaalarvutites, nvidia jetsoni plaatidel ja lennukites endis. Kuid see kõik on veel uurimata. Ja nagu praktika on näidanud, töötas lineaarsete algoritmide kasutamine nendes tingimustes palju tõhusamalt kui närvivõrgud. See tähendab, et inimese tuvastamine termokaamera pildil oleva koha järgi, kasutades lineaarseid algoritme, objekti pindala ja kuju järgi andis palju suurema efekti. Närvivõrk ei leidnud praktiliselt midagi.
- Sest talle polnud midagi õpetada?
— Nad väitsid, et õpetasid, kuid tulemused olid äärmiselt vastuolulised. Isegi mitte vastuolulisi – neid peaaegu polnudki. Närvivõrgud siin ennast ei näidanud. On kahtlus, et neid kas õpetati valesti või õpetati valesti. Kui närvivõrke nendes tingimustes õigesti rakendatakse, annavad need tõenäoliselt häid tulemusi, kuid peate mõistma kogu otsingu metoodikat.
— Nad ütlevad, et närvivõrgud on paljulubavad. Kui teete need hästi, siis nad töötavad. Vastupidi, termokaamera kohta öeldakse, et see on igal juhul kasutu.
«Sellegipoolest pandi fakt kirja. Termokaamera otsib tõesti inimesi. Nagu närvivõrkude puhul, peame mõistma, et me räägime tööriistadest. Kui võtame mikroskoobi, siis väikeste objektide uurimiseks. Kui lööme naela, siis on parem mikroskoopi mitte kasutada. Sama on termokaamera ja närvivõrkudega. Õigesti seadistatud instrument, mida kasutatakse õigetes tingimustes, annab hea tulemuse. Kui kasutame tööriista vales kohas ja valel viisil, on loomulik, et me tulemust ei saavuta.
- No kuidas saab kasutada termokaamerat, kui siin öeldakse, et isegi mädane känd annab rohkem soojust kui kadunud vanaema?
- Mitte rohkem. Kontrollisid, vaatasid – enam mitte. Inimesel on selge muster. Peate mõistma, et inimene on väga spetsiifiline objekt. Pealegi on erinevatel aastaaegadel tegemist erinevate objektidega. Kui me räägime suvest, siis see on inimene heledas T-särgis või T-särgis või särgis, mis helendab termokaameral võimsa täpiga. Kui me räägime sügisest, talvest, siis näeme kapuutsiga kaetud pead, mille jäänuk on kapoti alt või mütsi alt väljuv soojusjälg, helendavad käed - kõik muu on riiete poolt peidetud.
Seetõttu on inimene läbi termokaamera selgelt nähtav, ma nägin seda oma silmaga. Teine asi on see, et metssead, põder ja karud on sama selgelt nähtavad ning me peame väga selgelt filtreerima, mida me jälgime. Kindlasti ei saa te lihtsalt termokaameraga hakkama; te ei saa seda lihtsalt võtta, osutada termokaamerale ja öelda, et see lahendab kõik meie probleemid. Ei, mingi kompleks peab olema. Kompleks peaks sisaldama kolmevärvilist kaamerat, mis pakub täisvärvilist pilti või ühevärvilist pilti taustvalgustusega LED-idega. Sellega peab kaasas olema midagi muud, sest termokaamera ise tekitab lihtsalt laike.
— Kes on praegu finaalis olevatest meeskondadest kõige lahedam?
— Ausalt öeldes pole mul ühtegi lemmikut. Ma võin igale poole kõva telliskivi visata. Ütleme nii, et mulle väga meeldis Vershina esimese meeskonna otsus. Neil oli lihtsalt termokaamera pluss kolmevärviline kaamera. Mulle meeldis see ideoloogia. Kutid otsisid tehniliste vahenditega maavägesid kaasamata, mobiilseid meeskondi neil üldse polnud, otsiti ainult droonidega, kuid inimesed leidsid. Ma ei ütle, kas nad leidsid selle, keda vajasid või mitte, aga nad leidsid inimesi ja loomi. Kui võrrelda objekti koordinaate termokaameral ja objekti kolmevärvilisel kaameral, siis saame objekti tuvastada ja teha kindlaks, kas seal on inimene.
Mul on küsimusi teostuse kohta, termokaamera ja kaamera sünkroniseerimine on tehtud hooletult, seda praktiliselt polnudki. Ideaalis peaks süsteemis olema stereopaar, üks monokroomkaamera, üks kolmevärvikaamera ja termokaamera ning need kõik töötavad ühes ajasüsteemis. Siin see nii ei olnud. Kaamera töötas eraldi süsteemis, termokaamera eraldi süsteemis ja seetõttu tekkis neil artefakte. Kui drooni kiirus oleks veidi suurem, oleks see andnud väga tugevaid moonutusi.
— Kas nad lendasid kopteriga või oli seal lennuk?
— Siin polnud kellelgi kopterit. Õigemini, kopterid lasi välja üks meeskond, kuid see oli puhtalt tehniline funktsioon, et tagada side otsingualal. Nende külge riputati LOR repiiter, mis andis sidet 5 kilomeetri raadiuses.
Selle tulemusena on kõik siinsed otsingulennukid lennukitüüpi. Sellega kaasnevad omad probleemid, sest õhkutõus ja maandumine pole lihtne. Näiteks eile ei lubanud ilmastikuolud Nakhodka meeskonnal oma drooni välja lasta. Aga ma ütleksin nii: nende kasutuses olnud droon poleks neid praegusel kujul aidanud.
«Poolfinaalis taheti drooni kasutada ainult vahetuses.
— Nahhodka droon oli tehtud foto-video tegemiseks ja hoiatamiseks. Olemas on majakas, termokaamera ja värvikaamera. Vähemalt nii ma neilt kuulsin. Nad isegi ei pakkinud seda eile lahti. See oli ikka pakitud, nagu see tarniti. Kuid isegi kui nad selle saaksid, ei kasutaks nad seda tõenäoliselt. Neil oli hoopis teine taktika – nad otsisid jalgadega.
Täna tahavad poisid külvata metsa majakatega ja kasutada neid inimeste leidmiseks. See on lahendus, mis mulle kõige vähem meeldib. Mul on suur kahtlus, et nad korjavad siis kokku need 350 tuletorni, mis nad siia tõid. Õigemini, me sunnime neid koguma, aga see pole fakt, et nad kõik kokku korjavad. Esimese meeskonna otsus meeldis mulle kõige rohkem, sest see hõlmas maavägede täielikku loobumist.
- Kas ainult sellepärast? Lõppude lõpuks, kui te tõesti võtate koguseliselt nii tohutu ala, võib see toimida.
"Tõenäoliselt see töötab, kuid mulle ei meeldinud ei kukkumiskonfiguratsioon ega majakate endi konfiguratsioon."
— Stratonautidele on jäänud telliskivi.
— Stratonautidel on lahe lahendus. Kui nad oleksid seda teinud nii, nagu nad tahtsid, oleks see neil õnnestunud. Kuid neil oli probleeme ka lendavate masinatega.
Neil on süsteem otsingurühmade pakkumiseks. Põhirõhk on mobiilsetel maavägedel. Neile väljastatakse majakad, mis on varustatud sidega rühmadega ja side maapealsete majakatega, et paigutada otsingurühmad õigetesse punktidesse ja õigetesse suundadesse. Neil on repiiteritega õhupallid, mis pakuvad sidet piirkonnas. Neil on maapealsed statsionaarsed majakad, kuid neid on väga vähe ja nad tunnistavad ise, et tegid need viimasel hetkel ja nende jaoks pole see peamine taktikaline üksus - nad tegid need katsetamise eesmärgil. Neid on päris palju ja taktikasse nad erilist panust ei andnud.
Peamine taktika oli see, et rühmas on igal otsingumootoril oma isiklik jälgija, mis on koos peakorteriga ühendatud ühtseks infovõrgustikuks. Nad näevad selgelt, kes millises kohas on. Kammimine toimub reaalajas, suunda reguleeritakse.
"Kõik tundub nii, et soovite tõesti selle üheks ühendada."
- Jah, täiesti nii. Jalutasime Grigori Sergejeviga, ta vaatab ja ütleb: "Kurat, kui lahe asi, ma soovin, et mul see oleks," tuleme teiste juurde: "Kurat, kui lahe asi, ma soovin, et mul oleks see," jõuame kolmandaks "Kurat, kui lahe asi." , oleksin leidnud inimese sealt ja sealt."
Eraldi on need teatud tingimuste jaoks valdkondlikult head lahendused. Kui need kombineerida, siis saad väga hea kompleksi, millel on üks sideväli, seal on õhupallide abil süsteemi pikamaa kasutuselevõtt, maavägede reaalajas jälgimise ja juhtimise süsteem, on olemas. majakad, mis tabavad piisavalt pikka kaugust ja suudavad Otsinguala õige kasutamine ja jagamine sektoriteks annavad inimesele signaali, et ta läheks nende juurde ja siis läheb kõik juba tehnika küsimuseks. On lendav ilm - kasutatakse ühed jõud, ei lenda - teised, öö - veel teised.
"Kuid see kõik on katastroofiliselt kallis."
— Mõni on kallis, mõni mitte.
— Näiteks üks droon, mis praegu õhku tõuseb, maksab ilmselt sama palju kui Boeing.
- Jah, nende maksumus on üsna kõrge. Kuid peate mõistma, et õige kasutamise korral on see ühekordne ost. Peate selle üks kord ostma ja siis lihtsalt mööda riiki transportima ja kasutama. Selline ühekordne investeering võimekatesse kätesse kestab õige hooldamise ja kasutamise korral üsna kaua.
— Kui vaatasite konkursi taotlusi, kas oli midagi, mis meeldis, kuid finaali ei pääsenud?
— Seal oli palju naljakaid asju.
— Mis on kõige naljakam asi, mida sa mäletad?
— Õhupallile riputatud bioradarid on mul väga meeles. Ma naersin kaua.
"On isegi hirmutav küsida, mis see on."
— Nipp seisneb selles, et see on väga hea määramisviis. Bioradar on suunatud bioloogiliste elusobjektide tuvastamisele kõige muu peegelduva taustal. Tavaliselt kasutatakse rindkere vibratsiooni ja pulssi. Selleks kasutatakse väga kõrge sagedusega 100 GHz radareid, mis paistavad üsna heale kaugusele ja valgustavad metsa 150 x 200 meetri sügavusel.
- Miks see siis naljakas on?
— Sest see asi töötab ainult siis, kui see on püsivalt paigaldatud, ja seda taheti õhupalli külge riputada. Ja nad ütlevad: "See on statsionaarne objekt." Nüüd vaatame õhupalli, see väriseb pidevalt ja sinna tahetakse riputada asja, mis tuleb kõvasti maa külge keerata, muidu on pilt selline, et sealt ei saa üldse midagi selgeks.
Väga naljakad olid ka papist droonid.
— papist?
- Jah, papist droonid. See oli väga naljakas. Papist kokku liimitud ja lakiga värvitud lennuk. Ta lendas täpselt nii, nagu Jumal tahtis. Poisid tahtsid, et ta lendaks ühes suunas, kuid ta lendas kuhu iganes, kuid mitte õiges suunas ja lõpuks kukkus, säästes end valust.
“Lendav bagel, mille saab ümber konfigureerida lendavaks vorstiks” oli väga naljakas – tõeline tsitaat rakendusest. Tuletõrjevooliku välimine punutis võetakse, kumm eemaldatakse, see pumbatakse täis ja sellest saab pikk toru, mis on mõlemalt poolt keerdunud. Nad seovad selle kokku ja sellest selgub lendav sõõrik, mille külge nad riputavad kaamera. Ja et bagelist saab hõlpsasti lendav vorst - kõik naersid vorsti üle. Miks, miks vorst pole selge, aga see oli väga naljakas.
— Ma kuulsin kuubikutest, mis asetatakse maapinnale ja need loevad vibratsiooni ja samme.
- Jah, tõepoolest, selliseid asju oli. Peate aru saama, et asi on tegelikult üsna funktsionaalne. Ma tean mitut kaubanduslikku toodet, mis just seda teevad. See on turvahäälestusega seismograaf perimeetri turvasüsteemide jaoks. Kuid seda asja kasutatakse eranditult kriitilise infrastruktuuri ja sõjaliste rajatiste jaoks. Tean, et gaasipumplates on kolmetasandilised läbipääsusüsteemid, millest esimene on seismograafid.
— Kõlab paljulubavalt. Miks siis mitte?
„Fakt on see, et üks asi on kaitsta väikese alaga kriitilise infrastruktuuri rajatise suletud perimeetrit ja teine asi on külvata nende seismograafidega kogu mets. Nende leviala on väga lühike ja kõige tähtsam on see, et jooksval metsseal, jooksval mehel ja jooksval karul on raske vahet teha. Teoreetiliselt on see muidugi võimalik, kui riistvara õigesti sisse lülitate, kuid see muudab tehnika oluliselt keerulisemaks; mulle tundub, et on palju lihtsamaid meetodeid.
Kõigil soovitati veerandfinaali minna, kõigil soovitati kätt proovida. Need, keda me siin näeme, on need, kellel õnnestus tegelikult inimesi leida. Kõiki teisi inimesi ei leitud, nii et konkurss on minu arvates üsna objektiivne. Võite näiteks usaldada ekspertide arvamust, te ei saa seda usaldada, kuid fakt jääb faktiks - nad leidsid selle või ei leidnud.
Allikas: www.habr.com