Chaque année, les sauveteurs recherchent des dizaines de milliers de personnes disparues dans la nature. Depuis les villes, notre puissance technologique semble si énorme qu’elle peut accomplir n’importe quelle tâche. Il semble que vous preniez une douzaine de drones, attachiez une caméra et une caméra thermique à chacun, attachiez un réseau neuronal et c'est tout - il trouverait n'importe qui en 15 minutes. Mais ce n’est pas vrai du tout.
Jusqu’à présent, la technologie est confrontée à de nombreuses limites et les équipes de secours parcourent de vastes zones avec des centaines de bénévoles.
L'année dernière, la fondation caritative Sistema a lancé le projet Odyssey pour trouver de nouvelles technologies pour rechercher des personnes. Des centaines d'ingénieurs et de designers y ont participé. Mais même les personnes expérimentées et férus de technologie ne réalisent parfois pas à quel point la forêt est impénétrable à la technologie.
En 2013, deux petites filles, Alina Ivanova et Ayana Vinokurova, ont disparu dans le village de Sinsk en Yakoutie. D’énormes forces ont été déployées pour les rechercher : elles ont équipé des centaines de volontaires, d’équipes de secours, de plongeurs et de drones de caméras thermiques. Les images de l'hélicoptère ont été rendues publiques afin que tout le monde puisse les visionner sur Internet. Mais il n’y avait pas assez de force. Ce qui est arrivé aux filles est encore inconnu.
La Yakoutie est immense. S'il s'agissait d'un État, il figurerait parmi les dix plus grands en termes de superficie. Mais moins d’un million de personnes vivent sur ce gigantesque territoire. Dans une taïga aussi infinie et déserte, Nikolai Nakhodkin a travaillé pendant 12 ans au service de secours de Yakoutie, dont 9 en tant que chef. Lorsque les conditions sont pires que jamais et que les ressources se font rares, nous devons trouver de nouvelles façons de trouver des personnes. Et comme le dit Nikolaï, les idées ne viennent pas d'une bonne vie.
Nikolaï Nakhodkine
Depuis 2010, le service de secours de Yakoutie utilise des drones. Il s'agit d'une organisation distincte du ministère des Situations d'urgence de la Fédération de Russie, financée par la république elle-même. Il n'existe pas de réglementation aussi stricte en matière d'équipement, c'est pourquoi le ministère des Situations d'urgence a commencé à utiliser des drones beaucoup plus tard. Il existe également au sein du service un groupe scientifique où des ingénieurs enthousiastes développent des technologies appliquées aux sauveteurs.
« Les méthodes de recherche existantes utilisées par le ministère des Situations d'urgence, les services de secours et toutes sortes d'organismes chargés de l'application des lois n'ont pas changé depuis les années 30. Le pisteur suit la piste, le chien aide à ne pas se perdre », explique Alexander Aitov, qui était le chef du groupe scientifique. «Si une personne n'est pas retrouvée, un village entier, deux, trois, se lève en Yakoutie. Tout le monde s'unit et ratisse les forêts. Pour rechercher une personne vivante, chaque heure compte et le temps passe vite. Il n'y en a jamais assez. Lorsque la tragédie s'est produite à Sinsk, de nombreuses personnes et équipements ont été impliqués, mais sans résultat. Des situations similaires se produisent lors de recherches dans la taïga déserte. Afin de remédier d’une manière ou d’une autre à cela, l’idée est venue non pas de percevoir la personne disparue comme un lien passif, mais d’utiliser son propre désir de se sauver et sa soif active de vivre.
Les ingénieurs de secours ont décidé d'assembler des balises lumineuses et sonores de sauvetage - des appareils plutôt grands mais légers qui émettent un son fort et brillent pendant une longue période, attirant l'attention de jour comme de nuit. Une personne perdue, venant vers elle, trouvera de l'eau, des biscuits et des allumettes - et en même temps l'ordre de rester assise et d'attendre les sauveteurs.
Ces balises sont situées à une distance de trois kilomètres les unes des autres et encerclent la zone de recherche approximative de la personne disparue. Ils émettent un son grave, comme si une voiture grondait - car les hautes fréquences se propagent bien pire dans la forêt. Souvent, les rescapés pensaient suivre le bruit de la route ou un groupe de touristes sur le point de partir.
Les phares étaient incroyablement simples. Ce n’était pas la première fois que le groupe scientifique mettait en œuvre des solutions élémentaires mais ingénieuses.
« Par exemple, ils ont développé une combinaison flottante pour les sauveteurs. Le pantalon et la veste ressemblent à une salopette ordinaire, mais dans l'eau, ils maintiennent une personne à flot. Pour être complètement utilitaire, la combinaison est à deux épaisseurs. Des granulés de mousse de polyuréthane sont cousus à l'intérieur. Il existe un développement pour la plongée en plongée à basse température. Lorsque l'air comprimé se dilate par temps froid, les valves se couvrent de givre et la personne s'étouffe. Plusieurs instituts ne savaient pas quoi faire avec cela - ils ont développé des matériaux spéciaux, fabriqué du chauffage électrique et introduit toutes sortes d'approches modernes.
Nos gars ont résolu le problème pour 500 roubles. Ils ont fait passer l'air froid qui vient du cylindre (et ils passent sous l'eau même à -57) à travers un serpentin passé dans un thermos chinois. L’air se réchauffe, les gens vont sous l’eau et peuvent y travailler. »
Mais les balises sont trop simples et manquent de nombreuses fonctions utiles. Lors des opérations de recherche, le secouriste devait régulièrement parcourir de longues distances pour vérifier chaque balise. S'il y a dix balises, le sauveteur doit parcourir 30 km à travers la taïga toutes les 3-4 heures.
En 2018, la fondation caritative Sistema a lancé le projet Odyssée, un concours d'équipes qui, à l'aide des nouvelles technologies, tenteront de trouver les dernières méthodes pour sauver les personnes disparues dans la nature. Nikolai Nakhodkin et Alexander Aitov et leurs amis ont décidé d'y participer - ils ont appelé l'équipe "Nakhodka" et ont apporté leur appareil le plus simple pour l'améliorer en compétition avec d'autres.
Selon le ministère de l'Intérieur, près de 2017 84 personnes ont disparu en Russie en XNUMX, et la moitié d'entre elles n'ont pas été retrouvées. En moyenne, une centaine de personnes recherchaient chaque personne disparue. La mission du concours Odyssée était donc de « créer des technologies qui aideront à retrouver les personnes disparues dans la forêt sans source de communication. Il peut s’agir d’appareils, de capteurs, de drones, de nouveaux moyens de communication et de tout ce dont votre imagination est capable.
« L’une des solutions non évidentes – ou fantastiques – est un dirigeable équipé d’un système bioradar. Mais l'équipe n'avait pas de prototype et s'est limitée à présenter son idée », explique l'expert en compétition Maxim Chizhov.
Une autre équipe a décidé d'utiliser un capteur sismique - un appareil qui, parmi les vibrations du sol, peut reconnaître les pas humains et indiquer la direction d'où ils viennent. Avec l'aide du prototype, ils ont même réussi à trouver un figurant qui représentait le « perdu » (comme les appelaient affectueusement les participants), mais l'équipe n'est pas allée loin dans la compétition.
En juin 2019, après plusieurs tests d'entraînement dans les forêts des régions de Léningrad, Moscou et Kalouga, les 19 meilleures équipes ont atteint les demi-finales. Ils ont été chargés de retrouver deux figurants en moins de 2 heures sur une superficie de 4 kilomètres carrés. L'un se déplaçait à travers la forêt, l'autre gisait au même endroit. Chaque équipe a eu deux tentatives pour retrouver la personne.
« Parmi les demi-finalistes, une équipe souhaitait créer un essaim de drones qui devaient voler sous la cime des arbres, contrôlés par l'intelligence artificielle, déterminant la direction du mouvement, volant autour des troncs, évitant les branches et les brindilles. Grâce à l’IA, il analyserait l’environnement et identifierait la personne.
Mais cette solution est encore loin d’être mise en œuvre de manière fonctionnelle. Je pense qu'il faudra environ un an pour que cela fonctionne, au moins dans des conditions de test », explique Maxim Chizhov.
L’équipe ALB-search était proche du succès. Ils avaient à bord un haut-parleur connecté à un talkie-walkie, un microphone capable d'écouter l'espace environnant, une caméra et un ordinateur dotés d'IA et un réseau neuronal entraîné qui traitait les images de la caméra en temps réel, où une personne pouvait être vu.
«L'opérateur pourrait analyser non pas des milliers d'images, ce qui est physiquement impossible, mais des dizaines, voire des unités, puis prendre une décision : modifier l'itinéraire du drone, si un drone supplémentaire est nécessaire pour la reconnaissance, ou envoyer immédiatement une équipe de recherche. »
Mais la plupart des équipes ont été confrontées à des problèmes similaires : les technologies n'étaient pas adaptées aux conditions d'une véritable forêt.
La vision par ordinateur, sur laquelle beaucoup comptaient, a fonctionné lors de tests dans des parcs et des forêts, mais s'est révélée inutile dans les forêts denses.
Les caméras thermiques, espérées par environ un tiers des équipes, se sont également révélées inefficaces. En été - et c'est à ce moment-là que la plupart des gens disparaissent - le feuillage se réchauffe tellement qu'il se transforme en un point chaud continu. Il est plus facile de rechercher pendant une courte période la nuit, mais il existe encore de nombreux points chauds - des souches chauffées, des animaux et bien plus encore. Une caméra pourrait aider à vérifier les endroits suspects, mais la nuit, elle est peu utile.
De plus, les caméras thermiques se sont avérées difficiles à obtenir. "Malheureusement, en raison des restrictions imposées par l'UE et d'autres pays, de bonnes caméras thermiques ne sont pas disponibles en Russie", a déclaré Alexeï Grishaev de l'équipe Vershina, qui s'est appuyée sur cette technologie.
« Les imageurs thermiques disponibles sur le marché ont une sortie numérique avec une fréquence de 5 à 6 images par seconde et une sortie vidéo analogique supplémentaire avec une fréquence d'images élevée mais une faible qualité d'image. Au final, nous avons trouvé une très bonne caméra thermique chinoise. On pourrait dire que nous avons eu de la chance : il n’y en avait qu’un seul à Moscou. Mais il affichait une image sur un petit écran où rien n’était visible.
La plupart des équipes ont utilisé la sortie vidéo. Notre équipe a pu affiner le modèle et en obtenir une image numérique de haute qualité à une fréquence de 30 images par seconde. Le résultat est une caméra thermique très sérieuse. Il est probable que seuls les modèles militaires soient meilleurs.»
Mais même ces problèmes ne sont qu’un début. Pendant le court laps de temps pendant lequel le drone a survolé la zone de recherche, les caméras et les caméras thermiques ont collecté des dizaines de milliers d’images. Il était impossible de les transmettre à la volée - il n'y avait ni Internet ni communication cellulaire au-dessus de la forêt. Par conséquent, le drone est revenu au point, les enregistrements ont été téléchargés à partir de son support, en y consacrant au moins une demi-heure, et à la fin, ils ont reçu une telle quantité de matériel qu'il ne serait physiquement pas possible de le visualiser en quelques heures. Dans cette situation, l’équipe Vershina a utilisé un algorithme spécial qui mettait en évidence les images dans lesquelles des anomalies thermiques étaient détectées. Cela a réduit le temps de traitement des données.
« Nous avons vu que toutes les équipes présentes aux tests de qualification n'avaient pas compris ce qu'est une forêt. Dans la forêt, le signal radio se propage différemment et se perd assez rapidement», a déclaré Maxim Chijov lors d'une conférence de presse. « Nous avons également vu la surprise des équipes lorsque la connexion a été perdue déjà à un kilomètre et demi du point de départ. Pour certains, l’absence d’Internet au-dessus de la forêt a été une surprise. Mais c'est la réalité. C’est la forêt où les gens se perdent.
La technologie basée sur les balises lumineuses et sonores a fait ses preuves. Quatre équipes ont atteint la finale, dont trois se sont appuyées sur cette décision. Parmi eux se trouve « Nakhodka » de Yakoutie.
«Quand nous avons vu cette jungle près de Moscou, nous avons immédiatement réalisé qu'il n'y avait rien à voir avec les drones là-bas. Chaque outil est nécessaire pour une tâche spécifique et convient parfaitement à l'inspection de grands espaces ouverts », explique Alexander Aitov.
En demi-finale, l'équipe ne comptait que trois personnes qui traversaient la forêt et plaçaient des balises dans la zone de recherche. Et pendant que beaucoup résolvaient des problèmes d’ingénierie, Nakhodka travaillait comme un sauveteur. « Il faut recourir à une psychologie non agraire lorsque l’on couvre simplement un territoire. Il faut se comporter comme un sauveteur, se mettre à la place de la personne disparue, regarder approximativement la direction vers laquelle elle peut aller, quels chemins.”
Mais à cette époque, les phares de Nakhodka n'étaient plus aussi simples qu'ils l'étaient en Yakoutie il y a quelques années. Avec l'aide des subventions Sistema, les ingénieurs de l'équipe ont développé une technologie de communication radio. Désormais, lorsqu'une personne trouve un phare, elle appuie sur un bouton, les sauveteurs reçoivent immédiatement un signal et savent exactement à quel phare la personne perdue l'attendra. Le drone n'est pas nécessaire pour la recherche, mais pour soulever un répéteur de signal radio dans les airs et augmenter le rayon de transmission du signal d'activation des balises.
Deux autres équipes ont développé des systèmes de recherche complets basés sur des balises sonores. Par exemple, l'équipe MMS Rescue a créé un réseau de balises portables, où chaque balise est un répéteur, ce qui permet de transmettre un signal concernant son activation même en l'absence de communication radio directe avec le quartier général de recherche.
«Nous avons un groupe de passionnés qui se sont lancés dans cette tâche pour la première fois», disent-ils. «Nous étions impliqués dans d'autres secteurs - technologie, informatique, nous avons des spécialistes du domaine spatial. Nous nous sommes réunis, avons pris d'assaut et avons décidé de prendre cette décision. Les principaux critères étaient le faible coût et la facilité d'utilisation. Pour que les personnes sans formation puissent l’accepter et l’appliquer.
Une autre équipe, les Stratonauts, a réussi à trouver un extra le plus rapide en utilisant une solution similaire. Ils ont développé une application spéciale qui permet de suivre la position du drone, l'emplacement des balises et la position de tous les sauveteurs. Le drone qui a délivré les balises a également fait office de répéteur pour l'ensemble du système, afin que le signal des balises ne se perde pas dans la forêt.
« Ce n'était pas facile. Un jour, nous étions vraiment mouillés. Deux de nos collaborateurs sont allés dans la forêt à travers une aubaine et ils ont réalisé que c'était loin d'être un pique-nique. Mais nous sommes revenus fatigués et heureux – après tout, nous avons trouvé la personne lors des deux tentatives en seulement 45 minutes », explique Stanislav Yurchenko des Stratonauts.
« Nous avons utilisé des drones pour déplacer les balises au centre de la zone afin d'assurer une couverture maximale. Le drone peut transporter une balise en un seul vol. C'est long - mais plus rapide qu'une personne. Nous avons utilisé de petits drones compacts DJI Mavick - une balise fait sa taille. C’est le maximum qu’il peut transporter, mais cela respecte un budget. Bien entendu, j'aimerais trouver une solution totalement autonome. Avec l’IA, pour que le drone scanne la forêt et détermine les points de largage. Nous avons désormais un opérateur, mais au bout d’un kilomètre, si nous n’utilisons pas d’appareils supplémentaires, la connexion prend fin. Par conséquent, lors de la prochaine étape, nous trouverons quelque chose.
Mais pas une seule équipe n'a trouvé une personne immobilisée, et surtout, elle n'a jamais compris comment le faire. Théoriquement, seule l'équipe de Verhina avait une chance de le retrouver, qui, malgré toutes les difficultés, a réussi à retrouver l'homme et à se qualifier pour la finale grâce à une caméra thermique et une caméra.
"Au départ, nous avions l'idée d'utiliser deux drones de type avion", explique Alexey Grishaev de Vershina. "Nous les avons développés pour déterminer la composition de l'atmosphère, et nous avons toujours pour tâche de fabriquer un drone tout temps. Nous avons décidé de les essayer dans ce concours. La vitesse de chacun est de 90 à 260 km/h. La vitesse élevée et les caractéristiques aérodynamiques uniques du drone offrent la possibilité de rechercher dans toutes les conditions météorologiques et vous permettent de scanner rapidement une zone donnée.
L'avantage de tels appareils est qu'ils ne tombent pas lorsque le moteur est éteint, mais continuent de planer et d'atterrir avec un parachute. L’inconvénient est qu’ils ne sont pas aussi maniables que les quadricoptères.
Le drone principal Vershina est équipé d'une caméra thermique et d'une caméra haute résolution modifiées par l'équipe, tandis que le deuxième drone ne dispose que d'une caméra photo. À bord du drone principal se trouve un micro-ordinateur qui, à l'aide d'un logiciel développé par l'équipe, détecte indépendamment les anomalies thermiques et envoie leurs coordonnées avec une image détaillée des deux caméras. "De cette façon, nous n'avons pas besoin de regarder tout le matériel en direct, ce qui, pour vous donner une idée, représente environ 12 000 images par heure de vol."
Mais l'équipe avait récemment créé la technologie de l'avion, et celle-ci posait encore de nombreux problèmes - avec le système de lancement, avec le parachute, avec le pilote automatique. « Nous avions peur de l'emmener faire des tests – il pourrait tomber. Je voulais éviter les problèmes techniques. Nous avons donc opté pour une solution classique : DJI Matrice 600 Pro.
Malgré toutes les difficultés à cause desquelles de nombreuses caméras et caméras thermiques ont été abandonnées, Verhina a réussi à en trouver un supplémentaire. Cela a nécessité beaucoup de travail, d’une part avec la caméra thermique, et d’autre part avec les méthodes de recherche elles-mêmes.
Pendant trois mois, l’équipe a testé une technologie permettant à une caméra thermique de visualiser le sol entre les auvents. « Il y a eu un peu de chance, car le parcours des figurants traversait de telles forêts qu’aucune caméra thermique ne pouvait rien voir. Et si une personne est fatiguée et s'assoit quelque part sous un arbre, il sera impossible de la retrouver.
Dès le début, nous avons refusé de ratisser complètement la forêt avec nos drones. Au lieu de cela, nous avons décidé de rechercher la personne en survolant des clairières, des clairières et des zones ouvertes. Je suis arrivé sur le site à l'avance pour étudier la zone et, à l'aide de toutes les cartes disponibles en ligne, j'ai tracé des itinéraires pour le drone uniquement au-dessus des endroits où une personne pourrait théoriquement être visible.
Selon Alexey, l'utilisation simultanée de plusieurs drones coûte très cher (un transporteur doté d'une solution technique de recherche à bord coûte plus de 2 millions de roubles), mais cela sera finalement nécessaire. Il pense que cela offre une chance de repérer un figurant stationnaire. « Au départ, nous souhaitions rechercher une personne alitée. Il nous a semblé que nous trouverions de toute façon quelque chose de mobile. Et les équipes équipées de balises ne cherchaient que quelque chose qui bouge.
J'ai demandé à Alexander Aitov de l'équipe de Nakhodka : ne pensent-ils pas que tout le monde a déjà enterré une personne statique à l'avance ? Après tout, les balises lui sont inutiles.
Il y réfléchit. Il me semblait que toutes les autres équipes parlaient de résoudre des problèmes d'ingénierie avec le sourire et les yeux pétillants. Les gars de MMS Rescue ont plaisanté en disant qu'une balise larguée pouvait tomber directement sur une personne menteuse. Les "Stratonauts" ont admis qu'il s'agissait d'une super-tâche très difficile pour laquelle il n'y avait pas encore d'idées. Et le sauveteur de Nakhodka a parlé, me semble-t-il, avec un mélange de tristesse et d'espoir :
— Une fillette de trois ans et demi a disparu dans notre taïga. Elle y passa douze jours et pendant dix jours une recherche fut menée par un grand nombre de personnes. Lorsqu'ils l'ont trouvée, elle était allongée dans l'herbe, presque invisible d'en haut. Trouvé uniquement en peignant.
Si des balises étaient placées... à trois ans et demi, l'enfant est déjà bien conscient. Et peut-être qu'elle se serait approchée de lui et aurait appuyé sur le bouton. Je pense que certaines vies auraient été sauvées.
- A-t-elle été sauvée ?
- Elle oui.
À l'automne, les quatre équipes restantes se rendront dans la région de Vologda et la tâche qui les attend sera beaucoup plus difficile : trouver une personne dans une zone d'un rayon de 10 kilomètres. C'est-à-dire sur une superficie de plus de 300 kilomètres carrés. Dans des conditions où le drone effectue un vol d'une demi-heure, la vision est brisée par la cime des arbres et la communication disparaît au bout d'un kilomètre seulement. Comme le dit Maxim Chizhov, aucun prototype n'est prêt pour de telles conditions, même s'il estime que tout le monde a sa chance. Grigory Sergeev, président de l'équipe de recherche et de sauvetage Lisa Alert, ajoute :
«Aujourd'hui, nous sommes prêts à utiliser quelques technologies que nous avons vues, et elles seront efficaces. Et j'exhorte tous les participants et non-participants : les gars, testez la technologie ! Venez chercher avec nous ! Et puis, ce ne sera un secret pour personne que la forêt est opaque aux signaux radio et que la caméra thermique ne peut pas voir à travers les cimes. Mon rêve principal est de trouver plus de personnes avec moins d’efforts. »
Source: habr.com