Il y a quelques jours s'est terminé le concours Odyssée, dans lequel des équipes d'ingénieurs recherchaient la meilleure technologie pour retrouver les personnes disparues dans la forêt. L'été, j'en ai parlé , et je l'ai posté hier .
Les organisateurs se sont fixé une tâche colossalement difficile : retrouver deux personnes sur une superficie de 314 km2 en 10 heures. Il y avait différentes idées, mais (spoiler) personne n’a réussi. L'un des experts techniques du concours était Nikita Kalinovsky. J'ai discuté avec lui des participants, de leurs décisions, et j'ai également demandé quelles autres idées avaient été retenues à toutes les étapes du concours.
Si vous avez déjà lu la couverture de la finale, vous verrez également certaines lignes ici. Ceci est juste l’interview complète avec un minimum de modifications.
Si vous n’avez pas lu plus d’un article de cette série, je vais brièvement rappeler le contexte.
Dans les épisodes précédentsLa Fondation AFK Sistema a lancé le concours Odyssée pour trouver des moyens d'introduire la technologie moderne dans la recherche des personnes perdues dans la nature et sans moyens de communication. Sur 130 équipes, quatre équipes ont atteint la finale - elles seules ont pu trouver des personnes dans une forêt d'une superficie de 4 km2 deux fois de suite.
L'équipe Nakhodka, fondée par des vétérans du service de secours de Yakoutie. Il s’agit de moteurs de recherche possédant une vaste expérience des conditions forestières réelles, mais peut-être l’équipe la moins avancée en termes de technologie. Leur solution est une grande balise sonore qui, grâce à une configuration de signal spéciale, est clairement audible jusqu'à une distance allant jusqu'à un kilomètre et demi. Une personne vient au son et envoie un signal aux sauveteurs depuis le phare. L’astuce ne réside pas tant dans la technologie que dans la tactique de son utilisation. Les ingénieurs de recherche utilisent un minimum de balises pour clôturer le périmètre de recherche et, en le rétrécissant progressivement, retrouver la personne.
L'équipe Verhina est exactement le contraire de Nakhodka. Les ingénieurs s'appuient entièrement sur la technologie et n'utilisent pas du tout les forces terrestres. Leur solution réside dans des drones équipés d’imageurs thermiques, de caméras et de haut-parleurs personnalisés. La recherche parmi les images est également effectuée par des algorithmes et non par des personnes. Malgré le scepticisme de nombreux experts quant à l'inutilité des caméras thermiques et au faible niveau des algorithmes, Verhina a trouvé à plusieurs reprises des personnes en demi-finale et en finale (mais pas celles dont elles avaient besoin).
Stratonauts et MMS Rescue sont deux équipes qui utilisent toute une gamme de solutions. Balises sonores, ballons pour établir la communication sur le territoire, drones avec photographie et trackers de recherche en temps réel. Les Stratonauts ont été les meilleurs en demi-finale car ils ont trouvé les disparus le plus rapidement.
Les balises sonores sont devenues la solution la plus efficace et la plus répandue, mais avec leur aide, elles ne permettent de trouver qu'une personne capable de se déplacer. Une personne allongée n’a presque aucune chance. Il semble que la meilleure façon de le rechercher soit d'utiliser une caméra thermique, mais la caméra thermique ne peut rien voir à travers les couronnes et a également du mal à distinguer les points chauds des personnes de tous les autres objets de la forêt. La photographie, les algorithmes et les réseaux de neurones sont des technologies prometteuses, mais jusqu’à présent peu performantes. Il existait également des technologies exotiques, mais chacune d’elles présentait plus de limites que d’avantages.
— Que fais-tu en dehors de la compétition ?
— Groupe d'entreprises INTEC, Tomsk. Le domaine principal est le design industriel, le développement de produits électroniques et de logiciels, y compris les logiciels embarqués. Nous avons notre propre petite production pilote et à petite échelle, nous aidons à faire passer le produit de l'idée à la production de masse. L’un de nos projets les plus connus est le projet « NIMB », que nous développons depuis 2015. En 2018, nous avons reçu le Red Dot Design Award pour ce projet. Il s’agit de l’une des récompenses les plus prestigieuses du monde du design industriel.
-Qu'est-ce que ça fait, cette chose ?
— Il s'agit d'un anneau de sécurité, un bouton d'alarme sur lequel l'utilisateur appuie lorsqu'un événement alarmant se produit. On dirait une bague ordinaire. Il y a un bouton en bas, à l'intérieur se trouve un module Bluetooth pour la communication avec un smartphone, un moteur micro-électrique pour une indication tactile, une batterie et une LED tricolore. La base contient un panneau combiné rigide-flexible. La partie principale du corps est en métal, le couvercle est en plastique. C'est un projet assez connu. En 2017, ils ont récolté environ 350 XNUMX dollars sur Kickstarter.
- Comment aimez-vous ici? Les équipes sont-elles à la hauteur des attentes ?
— Dans certaines équipes, les gens ont une vaste expérience en recherche, ont été dans la forêt plus d'une fois et ont réalisé de tels événements plus d'une fois. Ils comprennent bien comment retrouver une personne dans des conditions réelles, mais ils ont très peu de connaissances en technologie. Dans d'autres équipes, les gars connaissent très bien la technologie, mais n'ont absolument aucune idée de la façon de se déplacer dans la forêt en été, en hiver et en automne.
— N'y a-t-il pas de juste milieu ?
- Je ne l'ai pas encore vu une seule fois. L'opinion générale de tous les experts est la suivante : si vous réunissez toutes les équipes, les forcez à une seule collaboration, les forcez à combiner des solutions, prenez le meilleur de chacune et mettez-le en œuvre, vous obtiendrez un complexe très cool. Naturellement, il doit être fini, amené à un état de produit sain et mis sous une forme finale commercialisable. Cependant, ce sera une solution très intéressante qui pourra réellement être utilisée et qui sauvera des vies.
Mais prise individuellement, chacune des solutions n’est pas pleinement efficace. Quelque part, il n'y a pas assez de capacité par tous les temps, quelque part il n'y a pas assez de disponibilité XNUMX heures sur XNUMX, certains ne recherchent pas de personnes inconscientes. Il faut toujours adopter une approche globale et, surtout, il faut toujours comprendre qu'il existe une certaine théorie de la recherche de personnes et que le complexe doit correspondre à cette théorie.
Désormais, les solutions sont rudimentaires. Ici vous pouvez voir deux classes de projets : la première est constituée de systèmes très simples et très fiables qui fonctionnent. Ces balises sonores apportées par les gars de Yakoutie, l'équipe de Nakhodka, sont un appareil unique. Il est clair qu’il a été réalisé par des personnes possédant une vaste expérience. Techniquement, c'est très simple, il s'agit d'un signal pneumatique ordinaire avec un module LoRaWAN et un réseau MESH déployé dessus.
— Qu'a-t-il de si unique ?
"On l'entend à un kilomètre et demi dans la forêt." Beaucoup d’autres ne ressentent pas cet effet, même si le niveau de volume est à peu près le même pour tout le monde. Mais une fréquence et une configuration correctement sélectionnées du signal pneumatique donnent de tels résultats. J'ai personnellement enregistré le son à une distance d'environ 1200 XNUMX mètres, en sachant très bien qu'il s'agissait en réalité du son d'un signal et de la direction vers celui-ci. Dans des conditions réelles, cette chose fonctionne très bien.
— En même temps, il semble être le moins avancé technologiquement.
- C'est vrai. Ils sont fabriqués à partir d’un morceau de tuyau en PVC et constituent la solution la plus simple, la plus fiable et la plus efficace. Mais avec ses limites. Nous ne pouvons pas utiliser ces appareils pour retrouver une personne inconsciente.
— Deuxième classe de projets ?
- La deuxième classe est constituée de solutions techniques complexes mettant en œuvre divers modèles de recherche spécifiques - recherche à l'aide de caméras thermiques, combinant imagerie thermique et images tricolores, drones, etc.
Mais tout y est très brut. Les réseaux de neurones sont utilisés par endroits. Ils sont déployés sur des ordinateurs personnels, sur des cartes nvidia jetson et sur les avions eux-mêmes. Mais tout cela est encore inexploré. Et comme l'a montré la pratique, l'utilisation d'algorithmes linéaires dans ces conditions a fonctionné beaucoup plus efficacement que les réseaux de neurones. Autrement dit, l'identification d'une personne par un point sur l'image d'une caméra thermique, à l'aide d'algorithmes linéaires, par la zone et la forme de l'objet, a donné un effet beaucoup plus important. Le réseau neuronal n'a pratiquement rien trouvé.
- Parce qu'il n'y avait rien à lui apprendre ?
— Ils prétendaient qu'ils enseignaient, mais les résultats étaient extrêmement controversés. Pas même les plus controversés - il n'y en avait presque pas. Les réseaux de neurones ne se sont pas montrés ici. On soupçonne qu'ils n'ont pas reçu un enseignement incorrect ou qu'ils ont appris la mauvaise chose. Si les réseaux de neurones sont correctement appliqués dans ces conditions, ils donneront très probablement de bons résultats, mais vous devez comprendre l'ensemble de la méthodologie de recherche.
— On dit que les réseaux de neurones sont prometteurs. Si vous les faites bien, ils fonctionneront. Au contraire, on dit d'une caméra thermique qu'elle est de toute façon inutile.
«Néanmoins, le fait a été constaté. La caméra thermique recherche vraiment les gens. Comme dans le cas des réseaux de neurones, il faut comprendre qu'il s'agit d'outils. Si nous prenons un microscope, alors pour examiner de petits objets. Si nous martelons un clou, il vaut mieux ne pas utiliser de microscope. C’est la même chose avec une caméra thermique et des réseaux de neurones. Un instrument bien configuré, correctement utilisé dans les bonnes conditions, donne un bon résultat. Si nous utilisons l’outil au mauvais endroit et de la mauvaise manière, il est naturel que nous n’obtenions pas le résultat.
- Eh bien, comment pouvez-vous utiliser une caméra thermique s'ils disent ici que même une souche pourrie donne plus de chaleur qu'une grand-mère disparue ?
- Pas plus. Ils ont vérifié, regardé - pas plus. La personne a un schéma clair. Il faut comprendre qu’une personne est un objet très spécifique. De plus, à différents moments de l'année, ce sont des objets différents. Si nous parlons d'été, il s'agit alors d'une personne portant un T-shirt léger ou un T-shirt ou une chemise qui brille avec un point puissant sur la caméra thermique. Si nous parlons d'automne, d'hiver, alors nous voyons une tête recouverte d'une capuche avec le reste d'une trace de chaleur qui sort de sous la capuche ou de sous le chapeau, des mains lumineuses - tout le reste est caché par les vêtements.
Par conséquent, une personne peut être clairement vue à travers une caméra thermique, je l'ai vue de mes propres yeux. Une autre chose est que les sangliers, les élans et les ours sont tout aussi clairement visibles, et nous devons filtrer très clairement ce que nous observons. Vous ne pouvez certainement pas vous contenter d’une caméra thermique ; vous ne pouvez pas simplement la prendre, la pointer du doigt et dire qu’elle résoudra tous nos problèmes. Non, il doit y avoir un complexe. Le complexe devrait comprendre une caméra tricolore fournissant une image en couleur ou une image monochrome rétroéclairée par des LED. Il doit y avoir quelque chose en plus, car la caméra thermique elle-même ne produit que des points.
— Parmi les équipes actuellement en finale, qui est la plus cool ?
— Pour être honnête, je n’ai pas de favoris. Je peux lancer une brique solide à n’importe qui. Disons simplement que j'ai beaucoup aimé la décision de la première équipe Verhina. Ils avaient juste une caméra thermique et une caméra tricolore. J'ai aimé l'idéologie. Les gars ont fouillé avec des moyens techniques sans impliquer les forces terrestres, ils n'avaient pas du tout d'équipes mobiles, ils ont fouillé uniquement avec des drones, mais ils ont trouvé des gens. Je ne dirai pas s’ils ont trouvé ou non ceux dont ils avaient besoin, mais ils ont trouvé des gens et des animaux. Si nous comparons les coordonnées d'un objet sur une caméra thermique et d'un objet sur une caméra tricolore, nous pourrons alors identifier l'objet et déterminer s'il y a une personne là-bas.
J'ai des questions sur la mise en œuvre, la synchronisation de la caméra thermique et de la caméra a été faite avec négligence, elle n'était pratiquement pas là du tout. Idéalement, le système devrait comporter une paire stéréo, une caméra monochrome, une caméra tricolore et une caméra thermique, et ils fonctionnent tous dans un système horaire unique. Ce n'était pas le cas ici. La caméra fonctionnait dans un système séparé, la caméra thermique dans un système séparé, et ils ont rencontré des artefacts à cause de cela. Si la vitesse du drone était un peu plus élevée, cela aurait donné de très fortes distorsions.
— Est-ce qu'ils ont volé en hélicoptère ou y avait-il un avion ?
— Personne ici n'avait d'hélicoptère. Ou plutôt, les hélicoptères ont été lancés par l'une des équipes, mais il s'agissait d'une fonction purement technique pour assurer la communication dans la zone de recherche. Un répéteur LOR leur était accroché et assurait la communication dans un rayon de 5 kilomètres.
En conséquence, tous les avions de recherche ici sont de type avion. Cela entraîne ses propres problèmes, car le décollage et l’atterrissage ne sont pas faciles. Par exemple, hier, les conditions météorologiques n'ont pas permis à l'équipe de Nakhodka de lancer son drone. Mais je dirais ceci : le drone qu’ils avaient en service ne les aurait pas aidés sous la forme dans laquelle il est configuré actuellement.
« En demi-finale, ils voulaient utiliser le drone uniquement pour le relais.
— Le drone de Nakhodka a été conçu pour la prise de vue photo-vidéo et l'avertissement. Il y a une balise, une caméra thermique et une caméra couleur. C'est du moins ce que j'ai entendu d'eux. Ils ne l'ont même pas déballé hier. Il était encore emballé lors de sa livraison. Mais même s’ils l’obtenaient, ils ne l’utiliseraient probablement pas. Ils avaient une tactique complètement différente : ils cherchaient avec leurs pieds.
Aujourd'hui, les gars veulent semer la forêt avec des balises et les utiliser pour trouver des gens. C'est la solution que j'aime le moins. Je doute fortement qu'ils récupèrent ensuite les 350 phares qu'ils ont amenés ici. Ou plutôt, nous les forcerons à collecter, mais ce n'est pas un fait qu'ils collecteront tout. J'ai le plus aimé la décision de la première équipe car elle impliquait un abandon complet des forces terrestres.
- Seulement à cause de ça ? Après tout, si vous prenez vraiment une superficie aussi vaste, cela pourrait fonctionner.
"Cela fonctionnera très probablement, mais je n'ai aimé ni la configuration du dépôt ni la configuration des balises elles-mêmes."
— Il reste une brique pour les Stratonautes.
— Les stratonautes ont une solution intéressante. S’ils l’avaient fait comme ils le voulaient, ils auraient réussi. Mais ils avaient aussi des problèmes avec les machines volantes.
Ils ont un système pour fournir des groupes de recherche. L'accent est mis principalement sur les forces terrestres mobiles. Ils reçoivent des balises, dotées de communication avec les groupes et de communication avec des balises au sol pour déployer des groupes de recherche aux bons points et dans les bonnes directions. Ils disposent de ballons équipés de répéteurs qui assurent les communications sur la zone. Ils disposent de balises fixes au sol, mais il y en a très peu, et ils admettent eux-mêmes qu'ils les ont fabriquées au dernier moment, et pour eux, ce n'est pas l'unité tactique principale - ils les ont fabriquées à des fins de test. Ils sont nombreux et n'ont pas apporté une contribution particulière à la tactique.
La tactique principale consistait à ce que chaque moteur de recherche du groupe dispose de son propre tracker personnel, qui est regroupé en un seul réseau d'information avec le siège. Ils peuvent clairement voir qui se trouve à quel endroit. Le peignage s'effectue en temps réel, la direction est ajustée.
« Tout semble vraiment vouloir être combiné en un seul. »
- Oui, tout à fait. Grigory Sergeev et moi avons marché, il regarde et dit : « Merde, quelle chose cool, j'aurais aimé avoir ça », nous arrivons aux autres, « Merde, quelle chose cool, j'aurais aimé avoir ça », nous arrivons à un troisièmement, "Merde, quelle chose cool." , j'aurais trouvé une personne ici et là.
Séparément, ce sont des solutions sectoriellement bonnes pour certaines conditions. Si vous les combinez, vous obtenez alors un très bon complexe, qui a un seul champ de communication, il y a un déploiement du système sur une longue portée à l'aide de ballons, il y a un système de suivi et de contrôle des forces terrestres en temps réel, il y a des balises qui atteignent une portée suffisamment longue et peuvent utiliser correctement et diviser la zone de recherche en secteurs fournissent un signal à la personne pour qu'elle se dirige vers elles, et tout se transforme alors en une question de technologie. Il y a du temps de vol - certaines forces sont utilisées, pas de temps de vol - d'autres, la nuit - d'autres encore.
"Mais tout cela coûte extrêmement cher."
— Certains sont chers, d'autres non.
— Par exemple, un drone qui décolle actuellement coûte probablement autant qu'un Boeing.
- Oui, leur coût est assez élevé. Mais vous devez comprendre que s'il est utilisé correctement, il s'agit d'un achat unique. Vous devez l'acheter une fois, puis le transporter à travers le pays et l'utiliser. Un tel investissement ponctuel entre des mains compétentes durera assez longtemps s’il est correctement entretenu et utilisé.
— Lorsque vous avez examiné les candidatures au concours, y a-t-il quelque chose qui vous a plu, mais qui n'a pas atteint la finale ?
— Il y avait plein de trucs drôles là-bas.
— Quelle est la chose la plus drôle dont tu te souviens ?
— Je me souviens très bien des bioradars suspendus au ballon. J'ai ri longtemps.
"C'est même effrayant de demander ce que c'est."
— Le truc, c'est que c'est une très bonne façon de déterminer. Bioradar vise à identifier les objets biologiques vivants dans le contexte de tout ce qui est réfléchi. On utilise généralement les vibrations thoraciques et le pouls. Pour cela, on utilise des radars à très haute fréquence à 100 GHz, ils brillent à une assez bonne distance et éclairent la forêt jusqu'à une profondeur de 150 mètres sur 200.
- Pourquoi c'est drôle alors ?
— Parce que cette chose ne fonctionne que lorsqu'elle est installée de manière permanente, et ils voulaient l'accrocher à un ballon. Et ils disent : « c’est un objet stationnaire ». Maintenant, nous regardons le ballon, il tremble constamment, et ils veulent y accrocher un objet qui doit être fermement vissé au sol, sinon l'image sera telle que rien ne sera clair du tout dessus.
Les drones en carton étaient aussi très drôles.
— Ceux en carton ?
- Oui, des drones en carton. C'était très drôle. Un avion collé en carton et peint avec du vernis. Il a volé comme Dieu le voulait. Les gars voulaient qu'il vole dans une direction, mais il a volé n'importe où sauf dans la bonne direction, et à la fin il s'est écrasé, s'épargnant ainsi la douleur.
Le « bagel volant reconfigurable en saucisse volante » était très amusant – une vraie citation de l’application. La tresse extérieure de la lance à incendie est retirée, le caoutchouc est retiré, elle est gonflée et devient un long tuyau torsadé des deux côtés. Ils l'attachent ensemble et il s'avère que c'est un beignet volant sur lequel ils accrochent un appareil photo. Et qu'un bagel peut facilement se transformer en saucisse volante - tout le monde s'est moqué de la saucisse. Pourquoi, pourquoi la saucisse n'est pas claire, mais c'était très drôle.
— J'ai entendu parler de cubes posés sur le sol et qui lisent les vibrations et les pas.
- Oui, en effet, de telles choses existaient. Il faut comprendre que la chose est en réalité assez fonctionnelle. Je connais plusieurs produits commerciaux qui font exactement cela. Il s'agit d'un sismographe optimisé pour la sécurité des systèmes de sécurité périmétrique. Mais cette chose est utilisée exclusivement pour les infrastructures critiques et les installations militaires. Je sais que les stations de pompage de gaz disposent de systèmes de contrôle d'accès à trois niveaux, dont le premier est constitué de sismographes.
— Cela semble plutôt prometteur. Pourquoi pas alors ?
« Le fait est que c’est une chose de protéger le périmètre fermé d’une infrastructure critique sur une petite zone, et une autre chose d’ensemencer toute la forêt avec ces sismographes. Leur aire de répartition est très courte et le plus important est qu'on peut à peine distinguer un sanglier qui court, un homme qui court et un ours qui court. Théoriquement, c'est possible, bien sûr, si vous allumez correctement le matériel, mais cela complique grandement la technique, il existe des méthodes beaucoup plus simples, me semble-t-il.
Il a été recommandé à tout le monde d'aller en quarts de finale, à tout le monde de s'essayer. Ceux que nous voyons ici sont ceux qui ont effectivement réussi à trouver des gens. Toutes les autres personnes n'ont pas été trouvées, donc la compétition, me semble-t-il, est assez objective. Vous pouvez, par exemple, faire confiance à l’opinion des experts, vous ne pouvez pas lui faire confiance, mais le fait demeure : ils l’ont trouvé ou ne l’ont pas trouvé.
Source: habr.com