Évente több tízezer vadon eltűnt ember után kutatnak a mentők. A városokból nézve technológiai erőnk olyan hatalmasnak tűnik, hogy bármilyen feladatot elbír. Úgy tűnik, vegyél egy tucat drónt, csatlakoztass mindegyikhez egy kamerát és egy hőkamerát, csatlakoztass egy neurális hálózatot, és ennyi – 15 perc alatt bárkit megtalál. De ez egyáltalán nem igaz.
Eddig a technológia sok korláttal szembesült, és a mentőcsapatok hatalmas területeket fésülnek át több száz önkéntessel.
Tavaly a Sistema jótékonysági alapítvány elindította az Odyssey projektet, hogy új technológiákat találjon a kereső emberek számára. Mérnökök és tervezők százai vettek részt benne. De néha még a műszakilag hozzáértő és tapasztalt emberek sem vették észre, mennyire áthatolhatatlan az erdő a technológia számára.
2013-ban két kislány, Alina Ivanova és Ayana Vinokurova tűnt el a jakutiai Sinsk faluban. Óriási erőket vetettek be a felkutatásukra: önkéntesek százait, mentőcsapatokat, búvárokat és drónokat szereltek fel hőkamerákkal. A helikopteres felvételeket nyilvánosságra hozták, hogy mindenki megtekinthesse a felvételeket az interneten. De nem volt elég erő. Hogy mi történt a lányokkal, egyelőre nem tudni.
Yakutia hatalmas. Ha állam lenne, terület szerint a tíz legnagyobb között lenne. De kevesebb mint egymillió ember él ezen a hatalmas területen. Egy ilyen végtelen, elhagyatott tajgában Nyikolaj Nahodkin 12 évig dolgozott a jakutiai mentőszolgálatnál, ebből 9 évig vezetőként. Amikor a körülmények rosszabbak, mint valaha, és szűkösek az erőforrások, új módszereket kell kitalálnunk az emberek megtalálására. És ahogy Nikolai mondja, az ötletek nem a jó életből származnak.
Nyikolaj Nahodkin
A Yakutia Rescue Service 2010 óta használ drónokat. Ez az Orosz Föderáció rendkívüli helyzetek minisztériumától különálló szervezet, amelyet maga a köztársaság finanszíroz. A felszerelésre nincsenek ilyen szigorú előírások, ezért a rendkívüli helyzetek minisztériuma jóval később kezdte el használni a drónokat. A szolgálaton belül működik egy tudományos csoport is, ahol lelkes mérnökök fejlesztenek alkalmazott technológiákat a mentők számára.
„A jelenlegi keresési módszerek, amelyeket a rendkívüli helyzetek minisztériuma, a mentőszolgálatok és mindenféle rendvédelmi szerv nem változott a 30-as évek óta. A nyomkövető követi a nyomot, a kutya segít, hogy ne tévedjünk el” – mondja Alekszandr Aitov, aki a tudományos csoport vezetője volt. „Ha valakit nem találnak, egy egész falu, kettő, három emelkedik ki Jakutföldön. Mindenki egyesíti és átfésüli az erdőket. Élő ember kereséséhez minden óra fontos, és az idő gyorsan fogy. Soha nincs elég belőle. Amikor Sinszkben történt a tragédia, nagyon sok ember és felszerelés érintett, de eredmény nélkül. Hasonló helyzetek fordulnak elő, amikor az elhagyott tajgában keresünk. Annak érdekében, hogy ezt valahogyan kijavítsák, az az ötlet jött, hogy az eltűnt személyt ne passzív láncszemnek tekintsük, hanem saját vágyát, hogy megmentse magát, és aktív életszomját használja fel.”
A mentőmérnökök úgy döntöttek, hogy mentési fény- és hangjelzőket szerelnek össze – meglehetősen nagy, de könnyű eszközöket, amelyek hangos hangot bocsátanak ki és hosszú ideig világítanak, éjjel-nappal felhívják magukra a figyelmet. Egy eltévedt ember, aki hozzájuk jön, vizet, kekszet és gyufát talál – és egyben utasítást, hogy üljön nyugodtan és várja meg a mentőket.
Az ilyen jeladók egymástól három kilométerre helyezkednek el, és körülveszik az eltűnt személy hozzávetőleges keresési területét. Halk hangot adnak ki, mintha egy autó dübörögne - mert a magas frekvenciák sokkal rosszabbul terjednek az erdőben. A megmentettek gyakran azt hitték, hogy követik az út zaját vagy egy turistacsoportot, akik éppen indulni készülnek.
A világítótornyok hihetetlenül egyszerűek voltak. Nem ez volt az első alkalom, hogy a tudományos csoport elemi, de zseniális megoldásokat valósított meg.
„Például kifejlesztettek egy úszóruhát a mentőknek. A nadrág és a kabát úgy néz ki, mint egy normál overall, de a vízben a felszínen tartja az embert. Hogy teljesen haszonelvű legyen, az öltöny kétrétegű. Belül poliuretán habszemcsék vannak varrva. Fejlődés tapasztalható az alacsony hőmérsékletű búvárbúvárkodásban. Amikor hideg időben a sűrített levegő kitágul, a szelepeket dér borítja, és az ember megfullad. Több intézet sem tudott mit kezdeni ezzel - speciális anyagokat fejlesztettek ki, elektromos fűtést készítettek, mindenféle modern megközelítést bevezettek.
Srácaink 500 rubelért megoldották a problémát. A hengerből érkező hideg levegőt (és még -57-nél is víz alá kerülnek) egy kínai termoszon átvezetett tekercsen vezették át. A levegő felmelegszik, az emberek víz alá kerülnek, és ott dolgozhatnak.”
De a jelzőfények túl egyszerűek, sok hasznos funkció hiányzik belőlük. A keresési műveletek során a mentőnek rendszeresen nagy távolságokat kellett futnia, hogy ellenőrizze az egyes jeladókat. Ha tíz jelzőfény van, akkor a mentőnek 30-3 óránként 4 km-t kell gyalogolnia a tajgán.
A Sistema jótékonysági alapítvány 2018-ban indította útjára az Odyssey projektet, a versenyt olyan csapatok számára, amelyek új technológiák segítségével próbálják megtalálni a vadonban eltűnt emberek megmentésének legújabb módjait. Nyikolaj Nakhodkin és Alekszandr Aitov, valamint barátaik úgy döntöttek, hogy részt vesznek - „Nakhodka”-nak hívták a csapatot, és elhozták a legegyszerűbb eszközüket, hogy másokkal versenyezzen.
A Belügyminisztérium szerint 2017-ben csaknem 84 ezren tűntek el Oroszországban, és felét nem találták meg. Átlagosan száz ember kereste minden eltűnt személyt. Ezért az Odyssey verseny küldetése az volt, hogy „technológiákat alkossanak, amelyek kommunikációs forrás nélkül segítenek megtalálni az eltűnt embereket az erdőben. Ezek lehetnek eszközök, érzékelők, drónok, új kommunikációs eszközök és bármi, amire a képzeleted képes.”
„Az egyik nem kézenfekvő – vagy képzeletbeli – megoldás a bioradarrendszerrel felszerelt léghajó. De a csapatnak nem volt prototípusa, és csak az ötletük bemutatására szorítkozott” – mondja Maxim Chizhov versenyszakértő.
Egy másik csapat szeizmikus szenzor alkalmazása mellett döntött – egy olyan eszközt, amely a talaj vibrációi között képes felismerni az emberi lépéseket, és megmutatni az irányt, ahonnan jönnek. A prototípus segítségével még egy statisztát is sikerült találni, aki az „elveszettet” alakította (a résztvevők szeretettel nevezték őket), de a csapat nem jutott messzire a versenyben.
2019 júniusára a leningrádi, moszkvai és kalugai régió erdeiben végzett többszöri edzésteszt után a 19 legjobb csapat jutott az elődöntőbe. Azt a feladatot kapták, hogy 2 négyzetkilométeres területen találjanak két statisztát kevesebb mint 4 óra alatt. Az egyik az erdőben haladt, a másik egy helyen feküdt. Mindegyik csapatnak kétszer volt kísérlete a személy megtalálására.
„Az elődöntősök között egy csapat drónrajot szeretett volna létrehozni, amelynek a fák teteje alatt kellett repülnie, mesterséges intelligencia irányításával, a mozgás irányának meghatározásával, a törzsek körül repülve, az ágak és gallyak elől. Az AI segítségével elemzi a környezetet és azonosítja a személyt.
De ez a megoldás még nagyon messze van attól, hogy működőképes formában megvalósuljon. Azt hiszem, körülbelül egy évbe telik, mire működni fog, legalábbis tesztkörülmények között” – mondja Maxim Chizhov.
Az ALB-kereső csapat közel állt a sikerhez. Volt a fedélzetén egy hangszóró, amely egy walkie-talkie-hoz csatlakozott, egy mikrofon, amely hallgatta a környező teret, egy kamera és egy számítógép mesterséges intelligenciával, valamint egy képzett neurális hálózat, amely valós időben dolgozta fel a kamerából származó képeket, ahol az ember láthatók legyenek.
„A kezelő nem több ezer képet elemezhetne, ami fizikailag lehetetlen, hanem több tucat vagy akár egységet is, majd döntést hozhatna: változtat-e a drón útvonalán, szükség van-e további drónra a felderítéshez, vagy azonnal küldjön egy keresőcsoportot. ”
De a legtöbb csapat hasonló problémákkal küzdött – a technológiákat nem igazították egy igazi erdő körülményeihez.
A számítógépes látás, amelyre sokan támaszkodtak, bevált a parkokban és erdőkben végzett tesztek során, de a sűrű erdőkben használhatatlannak bizonyult.
A hőkamerák, amelyekben a csapatok körülbelül egyharmada reménykedett, szintén hatástalannak bizonyultak. Nyáron - és ekkor tűnik el a legtöbb ember - a lombozat annyira felmelegszik, hogy összefüggő melegfolttá alakul. Könnyebb éjszaka rövid időn belül keresni, de még mindig sok a hőfolt - felforrósodott tuskók, állatok és még sok más. Egy kamera segíthet a gyanús helyek ellenőrzésében, de éjszaka nem sok haszna van.
Ráadásul a hőkamerákat nehéznek bizonyult beszerezni. „Sajnos az EU és más országok által ránk szabott korlátozások miatt Oroszországban nem állnak rendelkezésre jó hőkamerák” – mondta Alekszej Grisajev, a Vershina csapatától, akik erre a technológiára támaszkodtak.
„A piacon kapható hőkamerák 5-6 képkocka/másodperc frekvenciájú digitális kimenettel és egy további analóg videokimenettel rendelkeznek, magas képsebességgel, de alacsony képminőséggel. A végén találtunk egy nagyon jó kínai hőkamerát. Mondhatni szerencsénk volt – Moszkvában csak egy volt ilyen. De megjelenített egy képet egy kis monitoron, ahol semmi sem látszott.
A legtöbb csapat a videó kimenetet használta. Csapatunk finomítani tudta a modellt, és 30 képkocka/másodperces frekvenciával kiváló minőségű digitális képet nyerhetett belőle. Az eredmény egy nagyon komoly hőkamera. Valószínűleg csak a katonai modellek jobbak.”
De ezek a problémák is csak a kezdetet jelentik. Az alatt a rövid idő alatt, amíg az UAV átrepült a keresési terület felett, kamerák és hőkamerák több tízezer képet gyűjtöttek. Lehetetlen volt őket menet közben a pontra továbbítani – az erdő felett nem volt internet vagy mobil kommunikáció. Ezért a drón visszatért a lényegre, a felvételeket letöltötték a médiájáról, legalább fél órát fordítva erre, és végül akkora anyag érkezett hozzájuk, amit fizikailag órák alatt nem lehet megnézni. Ebben a helyzetben a Vershina csapata egy speciális algoritmust használt, amely kiemelte azokat a képeket, amelyeken termikus anomáliákat észleltek. Ez csökkentette az adatfeldolgozási időt.
„Láttuk, hogy nem minden csapat értette meg, hogy mi is az erdő. Hogy az erdőben a rádiójel másképpen terjed, és elég gyorsan elvész” – jelentette be Makszim Csizsov egy sajtótájékoztatón. „Láttuk a csapatok meglepetését is, amikor már a kiindulóponttól másfél kilométerre megszakadt a kapcsolat. Egyesek számára meglepetés volt az internet hiánya az erdő felett. De ez a valóság. Ez az az erdő, ahol az emberek eltévednek."
A fény- és hangjelzőkre épülő technológia jól bevált. Négy csapat jutott a döntőbe, közülük három bízott ebben a döntésben. Köztük van a jakutföldi „Nakhodka”.
„Amikor megláttuk ezt a dzsungelt Moszkva mellett, azonnal rájöttünk, hogy ott semmi köze a drónokhoz. Mindegyik eszköz egy adott feladathoz szükséges, és nagy nyílt terek átvizsgálására alkalmas” – mondja Alexander Aitov.
Az elődöntőig már csak hárman jártak a csapatban az erdőn, és jeladókat helyeztek el a keresési területen. És miközben sokan mérnöki problémákat oldottak meg, Nakhodka mentőként dolgozott. „Nem agrárpszichológiát kell használnia, amikor csak a területet fedi le. Mentőként kell viselkedni, az eltűnt helyébe ülni, meg kell nézni a hozzávetőleges irányt, hová mehet, milyen utakat.
De ekkorra a Nahodka világítótornyok már nem voltak olyan egyszerűek, mint néhány évvel ezelőtt Jakutföldön. A Sistema támogatások segítségével a csapat mérnökei rádiókommunikációs technológiát fejlesztettek ki. Most, amikor egy ember talál egy világítótornyot, megnyom egy gombot, a mentők azonnal jelzést kapnak, és pontosan tudják, melyik világítótoronynál várja majd az elveszett személy. Az UAV-ra nem kereséshez van szükség, hanem egy rádiójel-ismétlő felemelésére és a jelzőfények aktiváló jelének átviteli sugarának növelésére.
További két csapat teljes keresőrendszert fejlesztett ki hangjelzők alapján. Az MMS Rescue csapata például létrehozta a hordozható jeladók hálózatát, ahol minden jeladó egy átjátszó, amely lehetővé teszi az aktiválásáról szóló jel továbbítását a keresőközponttal való közvetlen rádiókommunikáció hiányában is.
„Van egy csapat rajongónk, aki először vállalta el ezt a feladatot” – mondják. „Más iparágakban is részt vettünk – technológia, IT, vannak szakembereink az űrkutatásból. Összejöttünk, megviharzottunk, és úgy döntöttünk, hogy meghozzuk ezt a döntést. A fő kritérium az alacsony költség és a könnyű használhatóság volt. Hogy a képzettség nélküli emberek átvehessék és alkalmazhassák.”
Egy másik csapat, a Stratonauts tudott a leggyorsabban extrát találni hasonló megoldással. Kifejlesztettek egy speciális alkalmazást, amely nyomon követte a drón helyzetét, a jelzőfények elhelyezkedését és az összes mentő helyzetét. A jeladókat szállító drón az egész rendszer átjátszójaként is működött, hogy a jelzőlámpák jelzése ne vesszen el az erdőben.
„Nem volt könnyű. Egy nap nagyon eláztunk. Két emberünk bement az erdőbe egy szélesésen át, és rájöttek, hogy ez messze nem piknik. De fáradtan és boldogan tértünk vissza – végül is mindkét próbálkozásnál mindössze 45 perc alatt megtaláltuk az embert” – mondja Stanislav Yurchenko a Stratonautstól.
„A maximális lefedettség érdekében drónokat használtunk, hogy a jelzőfényeket a zóna közepére helyezzük. A drón egy jelzőfényt képes szállítani egy repülés során. Hosszú – de gyorsabb, mint egy ember. Kisméretű, DJI Mavick drónokat használtunk - egy jelzőfény akkora, mint ez. Ez a maximum, amit elbír, de költségkereten működik. Természetesen szeretnék egy teljesen autonóm megoldást találni. AI-val, hogy a drón átvizsgálja az erdőt és meghatározza a kioldási pontokat. Most már van operátorunk, de egy kilométer után, ha nem használunk további eszközöket, a kapcsolat megszakad. Ezért a következő szakaszban kitalálunk valamit.”
De egyetlen csapat sem talált mozgásképtelenné vált személyt, és ami a legfontosabb, soha nem jött rá, hogyan tegyék. Elméletileg csak a Vershina csapatának volt esélye a megtalálására, amely minden nehézség ellenére hőkamerával és kamerával tudta megtalálni a férfit és bejutni a döntőbe.
„Kezdetben az volt az ötletünk, hogy két repülőgép-típusú drónt használjunk” – mondja Alekszej Grisajev a Vershina-tól. „Az atmoszféra összetételének meghatározására fejlesztettük ki őket, és továbbra is az a feladatunk, hogy minden időjárásban használható UAV-t készítsünk. Úgy döntöttünk, hogy kipróbáljuk őket ezen a versenyen. Mindegyik sebessége 90-260 km/h. Az UAV nagy sebessége és egyedi aerodinamikai jellemzői lehetővé teszik a keresést bármilyen időjárási körülmények között, és lehetővé teszik az adott terület gyors átvizsgálását.”
Az ilyen eszközök előnye, hogy leállított motornál nem esnek le, hanem ejtőernyővel tovább siklik és landolnak. Hátránya, hogy nem olyan mozgékonyak, mint a quadcopterek.
A fő Vershina drón hőkamerával és a csapat által módosított nagy felbontású kamerával van felszerelve, míg a második drón csak fotókamerával rendelkezik. A fő UAV fedélzetén található egy mikroszámítógép, amely a csapat által fejlesztett szoftver segítségével önállóan észleli a termikus anomáliákat, és mindkét kameráról részletes képpel küldi el koordinátáit. „Így nem kell élőben megnéznünk az összes anyagot, ami, hogy egy képet adjunk, körülbelül 12 000 kép repülési óránként.”
A csapat azonban nemrégiben alkotta meg a repülőgép-technológiát, és még mindig sok probléma volt vele – az indítórendszerrel, az ejtőernyővel, az autopilótával. „Féltünk elvinni vizsgálatra – egyszerűen felborulhat. El akartam kerülni a technikai problémákat. Ezért egy klasszikus megoldást választottunk – a DJI Matrice 600 Pro-t.”
Minden nehézség ellenére, amelyek miatt sok elhagyott kamera és hőkamera, Vershina talált egy extrát. Ez sok munkát igényelt, egyrészt a hőkamerával, másrészt magukkal a keresési módszerekkel.
A csapat három hónapon keresztül olyan technológiát tesztelt, amely lehetővé tette a hőkamerával, hogy megtekintse a talajt a lombkoronák között. „Volt némi szerencse, mert a statiszták útja olyan erdőkön keresztül vezetett, hogy egyetlen hőkamera sem látott semmit. És ha az ember fáradt, és leül valahol egy fa alá, lehetetlen lesz megtalálni.
Kezdettől fogva nem voltunk hajlandóak UAV-inkkal teljesen átfésülni az erdőt. Ehelyett úgy döntöttünk, hogy tisztásokon, tisztásokon és nyílt területeken repülve keressük meg a személyt. Előzetesen megérkeztem a helyszínre, hogy tanulmányozzam a területet, és az összes elérhető online térképet felhasználva csak azokon a helyeken rajzoltam meg az UAV útvonalait, ahol elméletileg látható volt az ember.”
Alekszej szerint több drón egyidejű használata nagyon drága (egy hordozó a fedélzeti keresés műszaki megoldásával több mint 2 millió rubelbe kerül), de végül szükség lesz rá. Úgy véli, ez lehetőséget kínál egy álló statiszta felfedezésére. „Eleinte egy ágyhoz kötött embert szerettünk volna keresni. Nekünk úgy tűnt, hogy úgyis találunk valami mobilt. A jelzőlámpás csapatok pedig csak valami mozgást kerestek.”
Megkérdeztem Alexander Aitovot a Nakhodka csapattól - nem gondolják, hogy mindenki már előre eltemette a statikus embert? Hiszen a jeladók haszontalanok számára.
Elgondolkodott. Nekem úgy tűnt, hogy az összes többi csapat mosolyogva és csillogó szemmel beszél a mérnöki problémák megoldásáról. Az MMS Rescue srácai azzal viccelődtek, hogy egy leejtett jelzőfény közvetlenül egy fekvő emberre eshet. A „Stratonauts” elismerte, hogy ez egy nagyon nehéz szuperfeladat, amelyre még nincsenek ötletek. A nakhodkai megmentő pedig, ahogy nekem tűnt, szomorúsággal és reménységgel vegyes hangon beszélt:
— Eltűnt egy három és fél éves kislány a tajgánkban. Tizenkét napot töltött ott, és tíz napon keresztül nagyszámú ember keresett. Amikor megtalálták, a fűben feküdt, felülről szinte láthatatlanul. Csak fésülve találták meg.
Ha jelzőlámpákat helyeztek el... három és fél évesen a gyerek már teljesen eszméleténél van. És talán odament volna hozzá, és megnyomta volna a gombot. Azt hiszem, néhány életet megmentettek volna.
- Megmentették?
- Igen.
Ősszel a megmaradt négy csapat a vologdai régióba megy, és az előttük álló feladat sokkal nehezebb lesz - embert találni egy 10 kilométeres sugarú zónában. Vagyis több mint 300 négyzetkilométernyi területen. Olyan körülmények között, ahol a drón félórás repülése van, a látást a fák teteje szétzúzzák, és a kommunikáció már egy kilométer után megszűnik. Ahogy Maxim Chizhov mondja, egyetlen prototípus sem áll készen az ilyen körülményekre, bár úgy gondolja, hogy mindenkinek van esélye. Grigorij Szergejev, a Lisa Alert kutató-mentőcsapat elnöke hozzáteszi:
„Ma készen állunk néhány olyan technológia alkalmazására, amelyeket láttunk, és ez hatékony lesz. És kérek minden résztvevőt és nem résztvevőt - srácok, teszteljék a technológiát! Gyere és keress velünk! És akkor nem lesz titok senki előtt, hogy az erdő átlátszatlan a rádiójelek számára, és a hőkamera nem lát át a koronákon. Legfőbb álmom, hogy kevesebb erőfeszítéssel több embert találjak.”
Forrás: will.com