Prije nekoliko dana završilo je natjecanje Odyssey u kojem su inženjerski timovi tražili najbolju tehnologiju za pronalazak ljudi nestalih u šumi. U ljeto sam govorio o , i objavio ga jučer .
Organizatori su postavili kolosalno težak zadatak - pronaći dvije osobe na području od 314 km2 u 10 sati. Bilo je raznih ideja, ali (spoiler) nitko nije uspio. Jedan od tehničkih stručnjaka natjecanja bio je Nikita Kalinovski. Razgovarao sam s njim o sudionicima, njihovim odlukama, a također sam pitao koje su se još ideje sjetile u svim fazama natjecanja.
Ako ste već pročitali izvještaj o finalu, i ovdje ćete vidjeti neke retke. Ovo je samo cijeli intervju s minimalnim uređivanjem.
Ako niste pročitali više od jednog članka u ovoj seriji, ukratko ću prepričati kontekst.
U prethodnim epizodamaZaklada AFK Sistema pokrenula je natječaj Odyssey kako bi pronašla načine uvođenja moderne tehnologije u potragu za ljudima koji su izgubljeni u divljini bez sredstava komunikacije. Od 130 timova, četiri tima su stigla do finala - samo oni su dva puta zaredom uspjeli pronaći ljude u šumi površine 4 km2.
Tim iz Nahodke, koji su osnovali veterani spasilačke službe Jakutije. To su tražilice s velikim iskustvom u stvarnim šumskim uvjetima, ali možda najmanje napredna ekipa u tehnološkom smislu. Njihovo rješenje je veliki zvučni far, koji se pomoću posebne konfiguracije signala jasno čuje na udaljenosti do jednog i pol kilometra. Osoba dolazi na zvuk i šalje signal spasiocima sa svjetionika. Trik nije toliko u tehnologiji koliko u taktici njezine upotrebe. Inženjeri tražilice koriste minimalno svjetionika kako bi ogradili opseg pretraživanja i, postupno ga sužavajući, pronašli osobu.
Momčad Vershina sušta je suprotnost Nahodki. Inženjeri se u potpunosti oslanjaju na tehnologiju i uopće ne koriste kopnene snage. Njihovo rješenje su dronovi opremljeni prilagođenim termovizijskim kamerama, kamerama i zvučnicima. Pretragu među snimkama također provode algoritmi, a ne ljudi. Unatoč skepticizmu mnogih stručnjaka o beskorisnosti termalnih kamera i niskoj razini algoritama, Vershina je nekoliko puta našao ljude u polufinalu i finalu (ali ne one koji su im trebali).
Stratonauts i MMS Rescue dva su tima koji koriste cijeli niz rješenja. Zvučni svjetionici, baloni za uspostavljanje komunikacije na teritoriju, dronovi s fotografijom i tragači za pretraživanje u stvarnom vremenu. Stratonauti su bili najbolji u polufinalu jer su najbrže pronašli nestale osobe.
Zvučni svjetionici postali su najučinkovitije i najraširenije rješenje, ali uz njihovu pomoć mogu pronaći samo osobu koja se može kretati. Osoba koja leži nema gotovo nikakve šanse. Čini se da ju je najbolje tražiti termovizijom, no termovizija ne vidi ništa kroz krošnje, a također teško razlikuje toplinske točke od ljudi od svih ostalih objekata u šumi. Fotografija, algoritmi i neuronske mreže su tehnologije koje obećavaju, ali zasad imaju loše rezultate. Bilo je i egzotičnih tehnologija, ali svaka je imala više ograničenja nego prednosti.
— Što radite izvan konkurencije?
— Grupa tvrtki INTEC, Tomsk. Glavno područje je industrijski dizajn, razvoj elektronike i softvera, uključujući ugrađeni softver. Imamo vlastitu malu pilot i malu proizvodnju, pomažemo dovesti proizvod od ideje do masovne proizvodnje. Jedan od naših najpoznatijih projekata je projekt “NIMB” koji razvijamo od 2015. godine. Za ovaj smo projekt 2018. godine dobili Red Dot Design Award. Ovo je jedna od najprestižnijih nagrada u svijetu industrijskog dizajna.
- Što ova stvar radi?
— Ovo je sigurnosni prsten, gumb za alarm koji korisnik pritišće kada se dogodi alarmantni događaj. Izgleda kao običan prsten. Na dnu je tipka, unutra je Bluetooth modul za komunikaciju s pametnim telefonom, mikroelektrični motor za taktilnu indikaciju, baterija i trobojna LED dioda. Baza sadrži kombiniranu rigid-flex ploču. Glavni dio tijela je metal, poklopac je plastični. Ovo je prilično poznat projekt. U 2017. godini na Kickstarteru su skupili oko 350 tisuća dolara.
- Kako ti se sviđa ovdje? Ispunjavaju li momčadi očekivanja?
— U nekim timovima ljudi imaju veliko iskustvo u potrazi, bili su više puta u šumi i više puta su provodili takve događaje. Oni dobro razumiju kako pronaći osobu u stvarnim uvjetima, ali vrlo malo razumiju tehnologiju. U drugim timovima dečki su jako dobro upućeni u tehnologiju, ali nemaju pojma kako se kretati kroz šumu u ljetnim, zimskim i jesenskim uvjetima.
— Zar ne postoji zlatna sredina?
- Još ga nisam vidio ni jednom. Općenito mišljenje svih stručnjaka je sljedeće: ako ujedinite sve timove, natjerate ih na jedinstvenu suradnju, natjerate ih da kombiniraju rješenja, uzmete najbolje od svakog i implementirate to, dobit ćete vrlo cool kompleks. Naravno, potrebno ga je doraditi, dovesti u stanje ispravnog proizvoda i dovesti u konačni tržišni oblik. Međutim, ovo će biti vrlo cool rješenje koje se zapravo može koristiti i zapravo će spasiti ljudske živote.
Ali pojedinačno, svako od rješenja nije u potpunosti učinkovito. Negdje nema dovoljno mogućnosti za sve vremenske prilike, negdje nema dovoljno 24-satne dostupnosti, neki ne traže onesviještene osobe. Uvijek morate imati sveobuhvatan pristup i, što je najvažnije, uvijek morate razumjeti da postoji određena teorija traženja ljudi i kompleks mora odgovarati toj teoriji.
Sada su rješenja gruba. Ovdje možete vidjeti dvije klase projekata: prva su vrlo jednostavni i vrlo pouzdani sustavi koji rade. Ti signalni farovi koje su donijeli momci iz Jakutije, ekipa iz Nakhodke, jedinstvena su naprava. Jasno je da su ga napravili ljudi s velikim iskustvom. Tehnički je vrlo jednostavan, to je obični pneumatski signal s LoRaWAN modulom i na njemu postavljenom MESH mrežom.
— Što je tu tako jedinstveno?
“Čuje se kilometar i pol u šumi.” Mnogi drugi ne osjećaju ovaj učinak, iako je razina glasnoće približno ista za sve. Ali pravilno odabrana frekvencija i konfiguracija pneumatskog signala daje takve rezultate. Osobno sam snimio zvuk na udaljenosti od oko 1200 metara, s vrlo dobrim razumijevanjem da je to stvarno zvuk signala i smjer prema njemu. U stvarnim uvjetima ova stvar radi odlično.
— Istodobno, izgleda najmanje tehnološki napredno.
- To je istina. Izrađuju se od komada PVC cijevi i najjednostavnije su, najpouzdanije i vrlo učinkovito rješenje. Ali sa svojim ograničenjima. Ne možemo koristiti te uređaje da pronađemo osobu koja je u nesvijesti.
— Druga klasa projekata?
- Drugi razred su složena tehnička rješenja koja implementiraju različite specifične modele pretraživanja - pretraživanje pomoću termovizijskih kamera, kombiniranje termovizijskih i trobojnih snimaka, dronovima itd.
Ali tamo je sve jako sirovo. Mjestimično se koriste neuronske mreže. Oni su raspoređeni na osobnim računalima, na nvidia jetson pločama i na samim zrakoplovima. Ali sve je to još neistraženo. I kao što je praksa pokazala, korištenje linearnih algoritama u tim uvjetima radilo je mnogo učinkovitije od neuronskih mreža. Odnosno, identifikacija osobe po mjestu na snimku s termovizije, pomoću linearnih algoritama, po površini i obliku objekta, dala je puno veći učinak. Neuronska mreža nije pronašla praktički ništa.
- Zato što je nije bilo čemu naučiti?
— Tvrdili su da predaju, ali rezultati su bili krajnje kontroverzni. Čak ni kontroverznih – gotovo da ih nije bilo. Neuronske mreže se ovdje nisu pokazale. Postoji sumnja da su ili krivo učeni ili krivo učeni. Ako se neuronske mreže pravilno primjenjuju u ovim uvjetima, najvjerojatnije će dati dobre rezultate, ali morate razumjeti cjelokupnu metodologiju pretraživanja.
— Kažu da su neuronske mreže obećavajuće. Ako ih dobro napravite, djelovat će. Naprotiv, za termoviziju kažu da je u svakom slučaju beskorisna.
“Ipak, činjenica je zabilježena. Termovizijska kamera stvarno traži ljude. Kao i u slučaju neuronskih mreža, moramo shvatiti da govorimo o alatima. Ako uzmemo mikroskop, onda za ispitivanje malih predmeta. Ako zakucavamo čavao, onda je bolje ne koristiti mikroskop. Isto je i s termovizijom i neuronskim mrežama. Ispravno konfiguriran instrument, pravilno korišten u pravim uvjetima, daje dobar rezultat. Ako alat koristimo na krivom mjestu i na pogrešan način, prirodno je da nećemo dobiti rezultat.
- Pa, kako možete koristiti termoviziju ako ovdje kažu da čak i truli panj daje više topline od nestale bake?
- Nije više. Provjerili su, pogledali - nema više. Osoba ima jasan obrazac. Morate shvatiti da je osoba vrlo specifičan objekt. Štoviše, u različito doba godine to su različiti objekti. Ako govorimo o ljetu, onda je to osoba u laganoj majici ili majici kratkih rukava ili košulji koja sjaji snažnom točkom na termoviziji. Ako govorimo o jeseni, o zimi, onda vidimo glavu prekrivenu kapuljačom s ostatkom toplinskog traga koji izlazi ispod kapuljače ili ispod šešira, svjetleće ruke - sve ostalo je skriveno odjećom.
Dakle, osoba se može jasno vidjeti kroz termoviziju, vidio sam to svojim očima. Druga stvar je da su divlje svinje, losovi i medvjedi jednako jasno vidljivi, a mi moramo vrlo jasno filtrirati ono što promatramo. Definitivno ne možete proći samo s termovizijom, ne možete je samo uzeti, uperiti u termoviziju i reći da će ona riješiti sve naše probleme. Ne, mora postojati kompleks. Kompleks bi trebao uključivati trobojnu kameru koja daje sliku u punoj boji ili monokromatsku sliku s pozadinskim osvjetljenjem LED diodama. Mora doći s još nečim dodatnim, jer sama termalna kamera samo proizvodi mrlje.
— Od timova koji su trenutno u finalu, tko je najcool?
– Da budem iskren, nemam favorita. Mogu baciti čvrstu ciglu na bilo koga. Recimo samo da mi se jako svidjela odluka prve ekipe Vershine. Imali su samo termalnu kameru plus kameru s tri boje. Svidjela mi se ideologija. Dečki su tražili tehničkim sredstvima bez uključivanja kopnenih snaga, nisu uopće imali mobilne ekipe, tražili su samo dronovima, ali su pronašli ljude. Neću reći jesu li našli koga su trebali ili ne, ali našli su ljude i pronašli životinje. Usporedimo li koordinate objekta na termoviziji i objekta na trobojnoj kameri, tada ćemo moći identificirati objekt i utvrditi postoji li tamo osoba.
Imam pitanja o implementaciji, sinkronizacija termovizije i kamere je napravljena nemarno, praktički je uopće nije bilo. Idealno bi bilo da sustav ima stereopar, jednu monokromatsku kameru, jednu trobojnu kameru i termovizijsku kameru, a svi rade u jedinstvenom vremenskom sustavu. Ovdje to nije bio slučaj. Kamera je radila u zasebnom sustavu, termovizijska kamera u zasebnom i zbog toga su naišli na artefakte. Da je brzina drona bila malo veća, dala bi vrlo jaka izobličenja.
— Jesu li letjeli helikopterom ili je bio avion?
— Ovdje nitko nije imao helikopter. Točnije, helikoptere je lansirao jedan od timova, ali to je bila čisto tehnička funkcija kako bi se osigurala komunikacija u području potrage. Na njih je bio obješen LOR repetitor, koji je osiguravao komunikaciju u krugu od 5 kilometara.
Kao rezultat toga, svi zrakoplovi za potragu ovdje su tipa zrakoplova. To sa sobom nosi i svoje probleme, jer polijetanje i slijetanje nije jednostavno. Na primjer, jučerašnji vremenski uvjeti nisu dopustili Nakhodka timu da lansira svoj dron. Ali rekao bih ovo: dron koji su imali u službi ne bi im pomogao u obliku u kojem je sada konfiguriran.
“U polufinalu su htjeli koristiti dron samo za štafetu.
— Dron u Nahodki napravljen je za foto-video snimanje i upozoravanje. Tu je svjetionik, termovizijska kamera i kamera u boji. Barem sam ja tako čuo od njih. Jučer ga nisu ni raspakirali. Još uvijek je bio zapakiran kako je isporučen. Ali čak i da ga dobiju, vjerojatno ga ne bi koristili. Oni su imali sasvim drugačiju taktiku – tražili su nogama.
Danas dečki žele posijati šumu svjetionicima i koristiti ih za pronalaženje ljudi. Ovo rješenje mi se najmanje sviđa. Jako sumnjam da će onda skupiti 350 svjetionika koje su donijeli ovdje. Odnosno, natjerat ćemo ih da naplate, ali nije činjenica da će naplatiti sve. Najviše mi se svidjela odluka prve momčadi jer se radilo o potpunom napuštanju kopnenih snaga.
- Samo zbog ovoga? Uostalom, ako stvarno uzmete tako veliko područje u količini, moglo bi uspjeti.
"Najvjerojatnije će raditi, ali nije mi se svidjela ni konfiguracija ispuštanja ni konfiguracija samih svjetionika."
— Ostala je cigla za Stratonaute.
— Stratonauti imaju super rješenje. Da su to napravili kako su htjeli, uspjeli bi. Ali imali su i problema s letećim strojevima.
Imaju sustav za pružanje grupa za pretraživanje. Glavni naglasak je na mobilnim kopnenim snagama. Dobivaju signalne signale, osiguranu komunikaciju sa grupama i komunikaciju sa zemaljskim svjetionicima za raspoređivanje grupa za potragu na pravim točkama iu pravim smjerovima. Imaju balone s repetitorima koji omogućuju komunikaciju nad područjem. Imaju zemaljske stacionarne farove, ali ih je jako malo, a sami priznaju da su ih napravili u zadnji čas, a to im nije glavna taktička jedinica - napravili su ih radi testiranja. Ima ih dosta i nisu dali poseban doprinos taktici.
Glavna taktika bila je da svaka tražilica u grupi ima svoj osobni tragač, koji je zajedno sa sjedištem spojen u jedinstvenu informacijsku mrežu. Jasno vide tko je na kojem mjestu. Češljanje se provodi u stvarnom vremenu, smjer se prilagođava.
"Sve izgleda kao da stvarno želiš spojiti u jedno."
- Da, apsolutno tako. Grigory Sergeev i ja smo hodali, on gleda i kaže: "Kvragu, kakva cool stvar, volio bih da imam to", dolazimo do drugih, "Kvragu, kakva cool stvar, volio bih da imam to", dolazimo do treće, “K vragu, kakva fora.” , našao bih osobu tu i tamo.”
Zasebno, sektorski su dobra rješenja za određene uvjete. Ako ih kombinirate, tada dobivate vrlo dobar kompleks, koji ima jedno komunikacijsko polje, postoji raspoređivanje sustava na veliki domet pomoću balona, postoji sustav za praćenje i kontrolu kopnenih snaga u stvarnom vremenu, postoji beacons koji pogađaju dovoljno velik domet i mogu Pravilna uporaba i podjela područja pretraživanja na sektore dati signal osobi da ona ide do njih, a onda se sve pretvara u stvar tehnologije. Postoji vrijeme letenja - koriste se neke snage, nema vremena letenja - drugi, noć - treći.
“Ali sve je to katastrofalno skupo.”
— Neki su skupi, neki nisu.
— Primjerice, jedan dron koji sada polijeće vjerojatno košta koliko i Boeing.
- Da, njihova cijena je prilično visoka. Ali morate shvatiti da je ovo jednokratna kupnja ako se pravilno koristi. Morate ga kupiti jednom, a zatim ga samo transportirati po zemlji i koristiti. Takva jednokratna investicija u sposobnim rukama trajat će dosta dugo ako se pravilno održava i koristi.
— Kada ste gledali prijave za natječaj, je li bilo nešto što vam se svidjelo, a nije ušlo u finale?
— Bilo je tu puno smiješnih stvari.
— Što je najsmješnije čega se sjećate?
— Stvarno se sjećam bioradara obješenih na balon. Dugo sam se smijao.
“Čak je i zastrašujuće pitati što je to.”
— Trik je u tome što je ovo stvarno dobar način određivanja. Bioradar je usmjeren na identifikaciju bioloških živih objekata na pozadini svega ostalog što se reflektira. Obično se koriste vibracija prsnog koša i puls. Za to se koriste vrlo visokofrekventni radari na 100 GHz, koji svijetle na prilično dobroj udaljenosti i osvjetljavaju šumu do dubine od 150 do 200 metara.
- Zašto je onda smiješno?
— Jer ova stvar radi samo kad je trajno postavljena, a htjeli su je objesiti na balon. A oni kažu, "ovo je stacionarni objekt." Sada gledamo balon, on se stalno trese, a na njega žele objesiti nešto što mora biti čvrsto pričvršćeno za zemlju, inače će slika biti takva da na njoj ništa neće biti jasno.
Kartonski dronovi također su bili vrlo smiješni.
— Kartonske?
- Da, kartonske letjelice. Bilo je veoma smiješno. Avion zalijepljen od kartona i obojen lakom. Letio je kako je Bogu drago. Dečki su htjeli da leti u jednom smjeru, ali on je letio bilo gdje samo ne u pravom smjeru i na kraju se srušio, poštedivši se boli.
"Leteći bagel koji se može preoblikovati u leteću kobasicu" bio je vrlo smiješan - pravi citat iz aplikacije. Uzima se vanjska pletenica vatrogasnog crijeva, uklanja se guma, napuhava se i postaje dugačka cijev, uvijena s obje strane. Zavežu ga i ispadne leteća krafna na koju objese kameru. A da se pecivo lako može transformirati u leteću kobasicu - svi su se smijali kobasici. Zašto, zašto kobasica nije jasno, ali bilo je vrlo smiješno.
— Čuo sam za kocke koje se postavljaju na tlo, a čitaju vibracije i korake.
- Da, doista, bilo je takvih stvari. Morate shvatiti da je stvar zapravo prilično funkcionalna. Znam za nekoliko komercijalnih proizvoda koji rade upravo to. Ovo je sigurnosno podešen seizmograf za perimetralne sigurnosne sustave. Ali ova stvar se koristi isključivo za kritičnu infrastrukturu i vojne instalacije. Znam da plinske crpne stanice imaju sustave kontrole pristupa na tri razine, od kojih je prva seizmografi.
— Zvuči pomalo obećavajuće. Zašto ne onda?
“Činjenica je da je jedna stvar zaštititi zatvoreni perimetar kritičnog infrastrukturnog objekta s malom površinom, a druga stvar zasijati cijelu šumu ovim seizmografima. Domet im je vrlo kratak, a najvažnije je da se teško razlikuje divlja svinja u trku, čovjek koji trči i medvjed koji trči. Teoretski, to je moguće, naravno, ako ispravno uključite hardver, ali to uvelike komplicira tehniku; čini mi se da postoje mnogo jednostavnije metode.
Svima je preporučeno da idu u četvrtfinale, svima je preporučeno da se okušaju. Oni koje ovdje vidimo su oni koji su zapravo uspjeli pronaći ljude. Svi ostali ljudi nisu pronađeni, tako da je natječaj, čini mi se, sasvim objektivan. Možete, na primjer, vjerovati mišljenju stručnjaka, možete mu ne vjerovati, ali činjenica ostaje - pronašli su ga ili nisu.
Izvor: www.habr.com