技術者たちは森で行方不明になった人々を救出しているが、森はまだ諦めていない

毎年、救助隊は野外で何万人もの行方不明者を捜索しています。 都市から見ると、私たちの技術力は非常に巨大で、どんな仕事でも処理できるように見えます。 十数台のドローンを用意し、それぞれにカメラと熱画像装置を取り付け、ニューラル ネットワークを接続すればそれだけです。15 分以内に誰でも見つけられます。 しかし、これはまったく真実ではありません。

これまでテクノロジーは多くの限界に直面しており、救助チームは数百人のボランティアとともに広大な地域を捜索している。

昨年、システマ慈善財団は、人物を検索するための新しい技術を見つけるためのオデッセイ プロジェクトを立ち上げました。 何百人ものエンジニアやデザイナーが参加しました。 しかし、テクノロジーに精通し、経験豊富な人々でさえ、森林がテクノロジーにとってどれほど難攻不落であるかを理解していないことがありました。

2013年、ヤクートのシンスク村でXNUMX人の少女、アリーナ・イワノワとアヤナ・ヴィノクロワが行方不明になった。 彼らの捜索のために大規模な部隊が配備され、数百人のボランティア、救助チーム、ダイバー、ドローンに熱探知機が装備されました。 ヘリコプターの映像はインターネット上で誰もが録画を閲覧できるように公開された。 しかし、力が足りませんでした。 少女たちに何が起こったのかはまだ不明です。

ヤクートは広大です。 州に例えるなら、面積ではトップ 12 に入るでしょう。 しかし、この巨大な領土に住んでいる人は9万人にも満たない。 このような終わりのない、人けのないタイガの中で、ニコライ・ナホドキンはヤクートの救助隊でXNUMX年間働き、そのうちXNUMX年間はリーダーとして働いた。 状況がかつてないほど悪化し、資源が不足しているとき、私たちは人材を見つける新しい方法を考え出さなければなりません。 そしてニコライが言うように、アイデアは良い生活からは生まれません。

ニコライ・ナホドキン

2010年以来、ヤクート救助隊はドローンを使用している。 これはロシア連邦非常事態省とは別の組織であり、共和国自体が資金提供している。 装備に関してこれほど厳しい規制はなかったため、非常事態省がドローンを使い始めたのはかなり後になってからである。 このサービス内には科学グループもあり、熱心なエンジニアが救助者向けの応用技術を開発しています。

「非常事態省、救助サービス、あらゆる種類の法執行機関が行っている既存の捜索方法は、30年代から変わっていません。 追跡者は道をたどり、犬は道に迷わないように助けます」と科学グループのリーダー、アレクサンダー・アイトフは言う。 「もし人が見つからなければ、ヤクートでは村全体が２人、３人で蜂起することになる。 みんなで力を合わせて森を調べます。 生きている人物を捜索するには一刻一刻が重要であり、時間はあっという間に過ぎてしまいます。 それは決して十分ではありません。 シンスクで悲劇が起きたとき、多くの人員と設備が投入されたが、成果は得られなかった。 同様の状況は、人けのないタイガで探索するときにも起こります。 これを何とか修正するために、行方不明者を受動的なつながりとして認識するのではなく、自分自身を救いたいという彼自身の願望と、生に対する積極的な渇望を利用するという考えが生まれました。」

救助技術者は、救助用の光と音のビーコンを組み立てることにしました。これは、大きな音と長時間の光を発し、昼夜を問わず注目を集める、かなり大型ですが軽量の装置です。 道に迷った人が彼らのところに来ると、水、ビスケット、マッチが見つかり、同時にじっと座って救助者を待つように指示されます。

このようなビーコンは相互に XNUMX キロメートルの距離に配置され、行方不明者のおおよその捜索範囲を取り囲んでいます。 森の中では高周波の伝播がさらに悪化するため、車がゴロゴロしているような低い音が出ます。 多くの場合、救助された人々は、道路の音や出発しようとする観光客のグループを追っているのだと思いました。

灯台は驚くほどシンプルでした。 科学グループが初歩的だが独創的な解決策を導入したのはこれが初めてではなかった。

「たとえば、彼らは救助者用の浮遊スーツを開発しました。 パンツとジャケットは普通のオーバーオールのように見えますが、水中では人を浮かせることができます。 実用性を徹底的に追求するため、スーツは XNUMX 層構造になっています。 内側にはポリウレタンフォーム顆粒が縫い付けられています。 低温下でのダイバーダイビングのための開発が行われています。 寒い季節に圧縮空気が膨張すると、バルブに霜がつき、窒息することがあります。 いくつかの研究機関はこれをどうすればよいのかわかりませんでした。彼らは特殊な材料を開発し、電気加熱を行い、あらゆる種類の最新のアプローチを導入しました。

私たちのスタッフは 500 ルーブルで問題を解決しました。 彼らは、シリンダーから来る冷気を中国製魔法瓶を通したコイルに通しました（マイナス57度でも水中に潜ります）。 空気が温まり、人々は水中に潜り、そこで働くことができます。」

しかし、ビーコンはシンプルすぎて、便利な機能があまりありません。 捜索活動中、救助者は各ビーコンを確認するために定期的に長距離を走らなければなりませんでした。 ビーコンが 30 個ある場合、救助者は 3 ～ 4 時間ごとにタイガの中を XNUMX km 歩く必要があります。

2018 年、システマ慈善財団は、新しいテクノロジーを使用して、野外で行方不明者を救出する最新の方法を見つけようとするチームのコンテストであるオデッセイ プロジェクトを立ち上げました。 ニコライ・ナホドキンとアレクサンダー・アイトフ、そしてその友人たちは参加することを決めた。彼らはチームを「ナホトカ」と呼び、他のチームと競争してチームを改善するための最も単純な装置を持ち込んだ。

内務省によると、2017年にロシアでは約84万XNUMX千人が行方不明となり、そのうち半数が発見されていない。 平均して、XNUMX人の行方不明者をXNUMX人が捜索した。 したがって、オデッセイ コンペティションの使命は、「通信源のない森で行方不明者を発見するのに役立つ技術を開発すること」でした。 これらは、デバイス、センサー、ドローン、新しい通信手段など、あなたの想像力が可能にするあらゆるものかもしれません。」

「自明ではない解決策、または空想的な解決策の XNUMX つは、バイオレーダー システムを備えた飛行船です。 しかし、チームにはプロトタイプがなく、自分たちのアイデアを発表することだけにとどまりました」と競技の専門家マキシム・チゾフ氏は言います。

別のチームは、地面の振動の中から人間の歩みを認識し、その到来方向を示すことができる地震センサーを使用することを決定した。 プロトタイプの助けを借りて、彼らは「失われた人」（参加者が愛情を込めてそう呼んでいた）を演じるエキストラを見つけることにも成功しましたが、チームは競争で遠くまで進むことができませんでした。

2019年19月までに、レニングラード、モスクワ、カルーガ地域の森で数回のトレーニングテストを経て、上位2チームが準決勝に進出した。 彼らには、4平方キロメートルのエリアでXNUMX時間以内にXNUMX人のエキストラを見つけるという任務が与えられました。 XNUMX匹は森の中を移動していて、もうXNUMX匹は同じ場所に横たわっていました。 各チームはその人物を見つけるために XNUMX 回の試みを行いました。

「準決勝に進出したチームのうち、あるチームは、人工知能によって制御され、木の幹の周りを飛び、枝や小枝を避けながら、移動方向を決定し、木のてっぺんの下を飛行するドローンの群れを作成したいと考えていました。 AIを活用して環境を分析し、人物を識別する。

しかし、このソリューションが機能する形で実装されるにはまだかなり遠いです。 少なくともテスト条件下では、それが機能するまでに約 XNUMX 年かかると思います」とマキシム・チゾフ氏は言います。

ALB 探索チームは成功に近づいていました。 彼らは、トランシーバーに接続する拡声器、周囲の空間を聞くことができるマイク、カメラ、そしてAIとカメラからの画像をリアルタイムで処理する訓練されたニューラルネットワークを搭載したコンピューターを搭載しており、人間ができる場所見られる。

「オペレーターは、物理的に不可能な数千枚の画像ではなく、数十枚、さらにはユニットの画像を分析して、ドローンのルートを変更するか、偵察に追加のドローンが必要か、あるいは直ちに捜索チームを派遣するかなどの決定を下すことができます。 」

しかし、ほとんどのチームは同様の問題に直面していました。テクノロジーが実際の森林の条件に適応していなかったということです。

多くの人が依存していたコンピュータービジョンは、公園や森林でのテストでは機能しましたが、密林では役に立たないことが判明しました。

チームの約XNUMX分のXNUMXが期待していた熱画像装置も効果がないことが判明した。 夏には、ほとんどの人が消える時期ですが、葉は非常に熱くなり、継続的なホットスポットとなります。 夜の方が短時間で探索​​しやすいですが、それでも、熱い切り株や動物など、ヒートスポットがたくさんあります。 カメラは怪しい場所を確認するのには役立ちますが、夜間ではほとんど役に立ちません。

さらに、サーマルイメージャーの入手が困難であることが判明しました。 「残念ながら、EU や他の国々から課せられた制限のため、ロシアでは優れた熱画像装置が入手できません」と、この技術を利用していたヴェルシナチームのアレクセイ・グリシャエフ氏は語った。

「市販されているサーマルカメラには、毎秒 5 ～ 6 フレームの周波数のデジタル出力と、高フレーム レートだが低画質の追加のアナログ ビデオ出力が備わっています。 最終的に、非常に優れた中国製のサーマルイメージャーを見つけました。 私たちは幸運だったと言えます。モスクワにはこのようなものは XNUMX つしかありませんでした。 しかし、何も見えない小さなモニターに画像が表示されました。

ほとんどのチームはビデオ出力を使用しました。 私たちのチームはモデルを改良し、そこから毎秒 30 フレームの周波数で高品質のデジタル画像を取得することができました。 その結果、非常に本格的なサーマルイメージャが誕生しました。 おそらく軍用モデルだけが優れているのでしょう。」

しかし、これらの問題もまだ始まりにすぎません。 UAV が捜索エリア上空を飛行した短時間の間に、カメラと熱画像装置が数万枚の画像を収集しました。 それらをその場でその地点に送信することは不可能でした。森の上にはインターネットも携帯電話通信もありませんでした。 したがって、ドローンはポイントに戻り、記録はそのメディアからダウンロードされ、これに少なくともXNUMX分を費やし、最終的には数時間では物理的に見ることができないほどの量の素材を受け取りました。 この状況で、Versina チームは、熱異常が検出された画像を強調表示する特別なアルゴリズムを使用しました。 これにより、データ処理時間が短縮されました。

「資格試験に参加したすべてのチームが森林とは何かを理解しているわけではないことがわかりました。 森の中では無線信号の伝播方法が異なり、非常に早く失われるということです」とマキシム・チジョフ氏は記者会見で発表した。 「また、スタート地点からXNUMXキロの距離ですでに接続が失われたとき、チームが驚いている様子も見られました。 一部の人にとって、森の上にインターネットがないことは驚きでした。 しかし、これが現実なのです。 ここは人が迷う森です。」

光と音のビーコンに基づいた技術がよく現れています。 XNUMX チームが決勝に進出し、そのうち XNUMX チームがこの決定に依存しました。 その中にはヤクートの「ナホトカ」もいる。

「モスクワ近郊のこのジャングルを見たとき、そこにはドローンとは何の関係もないことがすぐにわかりました。 各ツールは特定の作業に必要であり、広いオープンスペースを検査するのに適しています」とアレクサンダー・アイトフ氏は言います。

準決勝までに、チームには森を歩き、捜索エリアにビーコンを設置したのは XNUMX 人だけでした。 そして多くの人が工学的な問題を解決している間、ナホトカさんは救助者のように働いた。 「単にその地域を取材しているときは、非農業的な心理を働かせる必要があります。 救助者のように行動し、行方不明者の立場に立って、行方不明者がどこへ行けるのか、どのような道を通るのか、おおよその方向を確認する必要があります。」

しかしこの時までに、ナホトカ灯台は数年前にヤクートにあったような単純なものではなくなっていました。 システマの助成金の助けを借りて、チームのエンジニアは無線通信技術を開発しました。 さて、人が灯台を見つけたらボタンを押すと、救助者はすぐに信号を受信し、迷子になった人がどの灯台で待っているかを正確に知ることができます。 UAV は捜索のためではなく、無線信号中継器を空中に持ち上げ、ビーコンからの起動信号の送信半径を広げるために必要です。

さらに XNUMX つのチームが、サウンド ビーコンに基づいた検索システム全体を開発しました。 たとえば、MMS 救助チームはポータブル ビーコンのネットワークを作成しました。各ビーコンは中継器であり、捜索本部との直接の無線通信がない場合でも、ビーコンの起動に関する信号を送信することができます。

「私たちには、この仕事に初めて取り組んだ熱心なグループがいます」と彼らは言います。 「私たちはテクノロジー、ITなど他の業界にも携わっており、宇宙分野の専門家もいます。 私たちは集まって、大騒ぎして、この決定を下すことにしました。 主な基準は、低コストと使いやすさでした。 トレーニングを受けていない人でもそれを理解して応用できるようにするためです。」

別のチームである Stratonauts は、同様のソリューションを使用して、最も早くエキストラを見つけることができました。 彼らは、ドローンの位置、ビーコンの位置、すべての救助者の位置を追跡する特別なアプリケーションを開発しました。 ビーコンを配信したドローンは、森の中でビーコンからの信号が失われないように、システム全体の中継器としても機能しました。

「簡単ではなかった。 ある日、私たちは本当に濡れてしまいました。 私たちのうちの 45 人が棚ぼたを通って森に入っていきましたが、彼らはこれがピクニックに行くのとは程遠いことに気づきました。 しかし、私たちは疲れて満足しながら戻ってきましたが、結局のところ、両方の試みでわずか XNUMX 分でその人物を発見できました」とストラトノーツのスタニスラフ・ユルチェンコ氏は語ります。

「最大限のカバー範囲を確保するために、ドローンを使用してビーコンをゾーンの中心に移動しました。 ドローンは XNUMX 回の飛行で XNUMX つのビーコンを運ぶことができます。 長いですが、人よりも速いです。 私たちは小型のコンパクトドローン DJI Mavick を使用しました - ビーコン XNUMX つがその大きさです。 これは搭載できる最大値ですが、予算内で収まります。 もちろん、完全に自律的なソリューションを見つけたいと思っています。 AI を使用すると、ドローンが森林をスキャンしてリリース ポイントを決定します。 現在はオペレーターがいますが、追加のデバイスを使用しないと XNUMX キロメートル後に接続が終了します。 したがって、次の段階では何​​かを考え出すつもりです。」

しかし、動けなくなった人を見つけたチームは一つもなかったし、最も重要なことに、彼らはそれを行う方法をまったく理解していなかった。 理論的には、ヴェルシナチームだけが彼を見つけるチャンスがあり、あらゆる困難にもかかわらず、サーマルイメージャーとカメラを使用して男を見つけて決勝に進むことができました。

「当初、私たちは 90 機の航空機型ドローンを使用するというアイデアを持っていました」とヴェルシナのアレクセイ・グリシャエフ氏は言います。「私たちは大気の組成を決定するためにドローンを開発しましたが、全天候型 UAV を作るという課題はまだ残っています。 私たちはこの大会でそれらを試してみることにしました。 それぞれの速度は260〜XNUMX km/hです。 UAV の高速性と独自の空気力学的特性により、あらゆる気象条件下で捜索する機能が提供され、特定のエリアを迅速にスキャンすることができます。」

このような装置の利点は、エンジンを停止しても落下せず、滑空を続けてパラシュートで着陸できることです。 欠点は、クアッドコプターほど機動性が高くないことです。

メインの Versina ドローンにはチームが改造した熱画像装置と高解像度カメラが装備されていますが、12 台目のドローンには写真カメラのみが搭載されています。 メインの UAV にはマイクロコンピューターが搭載されており、チームが開発したソフトウェアを使用して熱異常を独自に検出し、両方のカメラからの詳細な画像とともにその座標を送信します。 「こうすることで、すべての素材をライブで見る必要がなくなります。これは、飛行時間あたり約 000 枚の画像に相当します。」

しかし、チームは航空機技術を開発したばかりで、発射システム、パラシュート、自動操縦など、まだ多くの問題を抱えていました。 「私たちは彼を検査に連れて行くのが怖かったのです。彼は転んでしまうかもしれません。 技術的な問題を避けたかったのです。 したがって、私たちは古典的なソリューションである DJI Matrice 600 Pro を採用しました。」

多くのカメラやサーマルイメージャーが放棄されたため、あらゆる困難にもかかわらず、ヴェルシーナは追加のカメラを見つけることができました。 これには、第一に熱画像装置、第二に検索方法自体に多くの作業が必要でした。

チームはXNUMXか月間、熱画像装置で天蓋の間の地面を観察できる技術をテストした。 「エキストラのルートは森林の中を通っていたため、サーマルカメラは XNUMX 台も何も映らなかったので、多少の幸運はありました。 そして、もし人が疲れて木の下に座っていたら、その人を見つけることは不可能でしょう。
私たちは最初から、UAV で森を完全に探索することを拒否しました。 代わりに、空き地、空き地、空き地の上を飛んでその人物を探すことにしました。 私は事前に現場に到着してその地域を調査し、利用可能なすべてのオンライン地図を使用して、理論的に人が見える可能性のある場所のみに UAV のルートを描きました。」

アレクセイ氏によると、複数のドローンを同時に組み合わせて使用​​するのは非常に高価である（機内捜索のための技術ソリューションを備えた航空会社2社の費用はXNUMX万ルーブル以上）が、最終的には必要になるという。 彼は、これが静止したエキストラを見つける機会を提供すると信じています。 「私たちは当初、寝たきりの人を探したいと考えていました。 とにかく何かモバイルなものを見つけられるだろうと私たちには思えました。 そして、ビーコンを持っているチームは、何か動くものだけを探していました。」

私はナホトカチームのアレクサンダー・アイトフに尋ねました - 彼らは誰もがすでに事前に静止した人を埋めていると思いませんか？ 結局のところ、彼にとってビーコンは役に立ちません。

彼はそれについて考えました。 他のチームは皆、笑顔と目を輝かせてエンジニアリングの問題の解決について話し合っているように私には見えました。 MMS Rescueの人たちは、落ちたビーコンが横たわっている人に直接落ちる可能性があると冗談を言いました。 「ストラトノート」は、これはまだアイデアが存在しない非常に困難な超課題であることを認めました。 そして、ナホトカからの救助者は、私には、悲しみと希望が入り混じったように見えましたが、こう言いました。

— 私たちのタイガでは、XNUMX歳半の女の子が行方不明になりました。 彼女はそこでXNUMX日間を過ごし、XNUMX日間にわたって大勢の人による捜索が行われた。 彼らが彼女を見つけたとき、彼女は草の中に横たわり、上からはほとんど見えませんでした。 とかしただけで見つかります。

ビーコンが設置されていれば…XNUMX歳半で、子供はすでにかなり意識があります。 そしておそらく彼女は彼に近づき、ボタンを押したでしょう。 救われた命もあったと思います。

- 彼女は救われましたか？

- 彼女はそうです。

秋には、残りの10チームがヴォログダ地域に行く予定ですが、半径300キロメートルのゾーンで人を見つけるという彼らの前の仕事ははるかに困難になるでしょう。 つまり、面積はXNUMX平方キロメートル以上です。 ドローンがXNUMX分飛行するような状況では、視界が木々の梢でさえぎられ、わずかXNUMXキロメートルで通信が途絶えてしまいます。 マキシム・チゾフ氏が言うように、誰もがチャンスがあると信じているが、そのような条件に対応できるプロトタイプは一つもありません。 リサ・アラート捜索救助チームの会長であるグリゴリー・セルゲイエフ氏は次のように付け加えた。

「今日、私たちはこれまで見てきたいくつかのテクノロジーを使用する準備ができており、それは効果的です。 そして、参加者も非参加者も全員、テクノロジーをテストしてください。 一緒に探しに来てください！ そして、森が無線信号を通さず、熱画像装置が樹冠を通して見ることができないことは誰にとっても秘密ではありません。 私の主な夢は、より少ない労力でより多くの人を見つけることです。」

出所： habr.com