바이오레이더, 판지 드론 및 날아다니는 소시지 - Nikita Kalinovsky의 좋은 검색 기술과 나쁜 검색 기술

며칠 전 엔지니어링 팀이 숲에서 실종된 사람들을 찾을 수 있는 최고의 기술을 찾고 있던 Odyssey 대회가 종료되었습니다. 여름에 내가 얘기한 건 준결승, 그리고 어제 게시했습니다 결승전의 훌륭한 보고.

주최측은 314시간 안에 2km10의 지역에서 두 사람을 찾는 매우 어려운 작업을 설정했습니다. 다양한 아이디어가 있었지만 (스포일러) 아무도 성공하지 못했습니다. 대회의 기술 전문가 중 한 명은 Nikita Kalinovsky였습니다. 나는 그와 참가자들과 그들의 결정에 대해 논의하고 대회의 모든 단계에서 기억되는 다른 아이디어가 무엇인지 물었습니다.

이미 피날레 취재 내용을 읽었다면 여기에도 몇 가지 대사가 표시될 것입니다. 최소한의 편집으로 인터뷰 전체를 담았습니다.

이 시리즈의 기사를 두 개 이상 읽지 않으셨다면, 맥락을 간단히 다시 말씀드리겠습니다.

이전 에피소드에서AFK 시스테마 재단은 소통 수단 없이 야생에서 길을 잃은 사람들을 찾는 데 현대 기술을 도입하는 방법을 찾기 위해 오디세이 대회를 시작했습니다. 130개 팀 중 4개 팀이 결승에 진출했는데, 이들 팀만이 2kmXNUMX 면적의 숲에서 두 번 연속 사람을 찾을 수 있었습니다.

야쿠티아 구조대의 베테랑들이 결성한 나홋카 팀. 이들은 실제 산림 조건에 대한 광범위한 경험을 갖춘 검색 엔진이지만 아마도 기술 측면에서 가장 발전된 팀일 것입니다. 그들의 솔루션은 특수 신호 구성을 사용하여 최대 XNUMXkm 거리에서도 명확하게 들리는 대형 사운드 비콘입니다. 사람이 소리에 다가와 등대에서 구조대에게 신호를 보냅니다. 트릭은 기술을 사용하는 전술만큼 기술에 있는 것이 아닙니다. 검색 엔지니어는 최소한의 비콘을 사용하여 검색 경계를 차단하고 점차적으로 범위를 좁혀 사람을 찾습니다.

Vershina 팀은 Nakhodka와 정반대입니다. 엔지니어는 전적으로 기술에 의존하며 지상군을 전혀 사용하지 않습니다. 그들의 솔루션은 맞춤형 열화상 카메라, 카메라, 확성기를 갖춘 드론입니다. 영상 간의 검색 역시 사람이 아닌 알고리즘에 의해 이뤄진다. 열화상 카메라의 쓸모없음과 낮은 수준의 알고리즘에 대한 많은 전문가들의 회의론에도 불구하고 Vershina는 준결승과 결승전 모두에서 사람들을 여러 번 찾았습니다(하지만 필요한 사람은 아니었습니다).

Stratonauts와 MMS Rescue는 다양한 솔루션을 사용하는 두 팀입니다. 사운드 비콘, 해당 지역 내 통신 구축을 위한 풍선, 실시간 사진 촬영 및 검색 추적 기능을 갖춘 드론. Stratonauts는 실종자를 가장 빨리 찾아냈기 때문에 준결승에서 최고였습니다.

사운드 비콘은 가장 효과적이고 광범위한 솔루션이 되었지만 도움을 받아야만 움직일 수 있는 사람을 찾을 수 있습니다. 누워있는 사람은 기회가 거의 없습니다. 열화상 장비를 사용하는 것이 가장 좋은 방법인 것 같습니다. 하지만 열화상 장비는 정수리를 통해 아무것도 볼 수 없으며 열점과 사람, 숲의 다른 모든 물체를 구별하는 데도 어려움이 있습니다. 사진, 알고리즘, 신경망은 유망한 기술이지만 아직까지는 성능이 좋지 않습니다. 이국적인 기술도 있었지만 각각 장점보다 한계가 더 많았습니다.

— 대회 외에는 어떤 일을 하시나요?
— INTEC 그룹, 톰스크. 주요 분야는 산업 디자인, 전자공학 및 임베디드 소프트웨어를 포함한 소프트웨어 개발입니다. 우리는 자체 소규모 파일럿 및 소규모 생산을 보유하고 있으며 아이디어에서 대량 생산까지 제품을 가져오는 데 도움을 줍니다. 가장 유명한 프로젝트 중 하나는 2015년부터 개발해온 “NIMB” 프로젝트입니다. 2018년에 우리는 이 프로젝트로 Red Dot Design Award를 수상했습니다. 이는 산업 디자인계에서 가장 권위 있는 상 중 하나이다.

-이게 뭐하는 거야?
— 보안링은 경보 이벤트 발생 시 사용자가 누르는 경보 버튼입니다. 평범한 손가락 반지처럼 보입니다. 하단에는 버튼이 있고, 내부에는 스마트폰과 통신을 위한 블루투스 모듈, 촉각 표시를 위한 초소형 전동모터, 배터리, 2017색 LED가 탑재됐다. 베이스에는 결합된 Rigid-Flex 보드가 포함되어 있습니다. 본체의 주요 부분은 금속이고 덮개는 플라스틱입니다. 꽤 유명한 프로젝트입니다. 350년에는 킥스타터에서 약 XNUMX만 달러를 모금했습니다.

- 여기가 어때요? 팀이 기대에 부응하고 있습니까?
— 어떤 팀에서는 사람들이 광범위한 검색 경험을 가지고 있고, 숲에 한 번 이상 있었고, 그러한 이벤트를 두 번 이상 수행했습니다. 그들은 실제 상황에서 사람을 찾는 방법에 대해서는 잘 알고 있지만 기술에 대한 이해는 거의 없습니다. 다른 팀에서는 기술에 매우 정통하지만 여름, 겨울, 가을에 숲을 통과하는 방법을 전혀 모릅니다.

— 황금률은 없나요?
- 아직 한 번도 본 적이 없어요. 모든 전문가의 일반적인 의견은 다음과 같습니다. 모든 팀을 통합하고 단일 협업으로 만들고 솔루션을 결합하고 각 팀에서 최선을 다해 구현하면 매우 멋진 콤플렉스를 얻게 될 것입니다. 당연히 완성되어야 하고, 정상적인 제품 상태로 만들어지고, 최종적으로 시장에 판매 가능한 형태로 만들어져야 합니다. 하지만 이는 실제로 사용될 수 있고 실제로 사람들의 생명을 구할 수 있는 매우 멋진 솔루션이 될 것입니다.

그러나 개별적으로는 각 솔루션이 완전히 효과적이지 않습니다. 전천후 기능이 충분하지 않은 곳, XNUMX시간 가용성이 충분하지 않은 곳, 일부는 의식이 없는 사람을 찾지 않습니다. 항상 포괄적인 접근 방식을 취해야 하며, 가장 중요한 것은 사람을 검색하는 특정 이론이 있고 복합체가 이 이론과 일치해야 한다는 것을 항상 이해해야 한다는 것입니다.

이제 해결책은 조악합니다. 여기서는 두 가지 종류의 프로젝트를 볼 수 있습니다. 첫 번째는 작동하는 매우 간단하고 안정적인 시스템입니다. Yakutia의 사람들, Nakhodka 팀이 가져온 사운드 신호 비콘은 독특한 장치입니다. 풍부한 경험을 가진 사람들이 만든 것이 분명합니다. 기술적으로는 매우 간단하며 LoRaWAN 모듈과 MESH 네트워크가 배포된 일반 공압 신호입니다.

— 무엇이 그렇게 독특한가요?
"1200km 떨어진 숲에서도 들립니다." 볼륨 수준은 모든 사람에게 거의 동일하지만 다른 많은 사람들은 이 효과를 경험하지 않습니다. 그러나 공압 신호의 주파수와 구성을 올바르게 선택하면 그러한 결과를 얻을 수 있습니다. 나는 개인적으로 약 XNUMX미터 거리에서 소리를 녹음했는데, 이것이 실제로 신호 소리와 신호를 향하는 방향이라는 것을 아주 잘 이해했습니다. 실제 상황에서는 이 기능이 훌륭하게 작동합니다.

— 동시에 기술적으로 가장 덜 진보된 것처럼 보입니다.
- 사실이에요. PVC 파이프 조각으로 만들어졌으며 가장 간단하고 안정적이며 효과적인 솔루션입니다. 그러나 한계가 있습니다. 의식이 없는 사람을 찾기 위해 이러한 장치를 사용할 수는 없습니다.

— 두 번째 클래스의 프로젝트요?
- 두 번째 클래스는 열화상 장비를 사용한 검색, 열화상과 XNUMX색 이미지 결합, 드론 등 다양한 특정 검색 모델을 구현하는 복잡한 기술 솔루션입니다.

그러나 거기에서는 모든 것이 매우 원시적입니다. 신경망은 다양한 장소에서 사용됩니다. 이는 개인용 컴퓨터, NVIDIA Jetson 보드 및 항공기 자체에 배포됩니다. 그러나 이 모든 것은 아직 탐구되지 않았습니다. 그리고 실습에서 알 수 있듯이 이러한 조건에서는 선형 알고리즘을 사용하는 것이 신경망보다 훨씬 더 효과적으로 작동했습니다. 즉, 선형 알고리즘을 사용하여 열화상 카메라 이미지의 점으로 사람을 식별하는 경우 물체의 면적과 모양을 통해 훨씬 더 큰 효과를 나타냅니다. 신경망은 거의 아무것도 발견하지 못했습니다.

- 가르칠 게 아무것도 없었으니까요?
— 그들은 가르쳤다고 주장했지만 결과는 매우 논란의 여지가 있었습니다. 논란의 여지가 있는 것조차도 거의 없었습니다. 신경망은 여기에 표시되지 않았습니다. 그들이 잘못 배웠거나 잘못된 것을 배웠다는 의혹이 있습니다. 이러한 조건에서 신경망을 올바르게 적용하면 좋은 결과를 얻을 가능성이 높지만 전체 검색 방법을 이해해야 합니다.

— 그들은 신경망이 유망하다고 말합니다. 잘 만들면 효과가 있을 것입니다. 반대로 열화상 장비에 대해서는 어떤 경우에도 쓸모가 없다고 말합니다.
“그래도 사실은 기록됐다. 열화상 카메라는 실제로 사람을 찾습니다. 신경망의 경우와 마찬가지로 도구에 관해 이야기하고 있다는 점을 이해해야 합니다. 현미경을 사용하면 작은 물체를 검사합니다. 못을 박는 경우에는 현미경을 사용하지 않는 것이 좋습니다. 열화상 장비와 신경망도 마찬가지입니다. 올바른 조건에서 올바르게 구성된 장비는 좋은 결과를 제공합니다. 도구를 엉뚱한 장소, 엉뚱한 방법으로 사용하면 결과를 얻지 못하는 것은 당연하다.

-글쎄, 여기서 썩어가는 그루터기조차 실종된 할머니보다 더 많은 열을 준다고 한다면 열화상 카메라를 어떻게 사용할 수 있습니까?
- 아니 더. 그들은 확인하고 보았습니다. 더 이상은 없습니다. 그 사람은 명확한 패턴을 가지고 있습니다. 사람은 매우 구체적인 대상이라는 것을 이해해야 합니다. 더욱이, 이들은 일년 중 다른 시간에 다른 대상입니다. 여름에 대해 이야기하고 있다면 이것은 가벼운 티셔츠를 입은 사람, 열 화상 카메라에서 강력한 반점으로 빛나는 티셔츠 또는 셔츠를 입은 사람입니다. 가을, 겨울에 대해 이야기하고 있다면 후드 아래 또는 모자 아래에서 나오는 나머지 열 흔적, 빛나는 손과 함께 후드로 덮인 머리를 볼 수 있습니다. 다른 모든 것은 옷에 숨겨져 있습니다.

그래서 열화상 카메라를 통해 사람의 모습을 선명하게 볼 수 있는데, 제가 직접 눈으로 본 것입니다. 또 다른 점은 멧돼지, 큰사슴, 곰도 똑같이 선명하게 보이기 때문에 우리가 관찰하는 것을 매우 명확하게 필터링해야 한다는 것입니다. 열화상 장비만으로는 모든 문제를 해결할 수 없으며, 열화상 장비를 가리키며 그것이 우리의 모든 문제를 해결할 것이라고 말할 수도 없습니다. 아니, 콤플렉스가 있을 것 같아요. 이 컴플렉스에는 풀 컬러 이미지 또는 LED 백라이트를 사용한 흑백 이미지를 제공하는 XNUMX색 카메라가 포함되어야 합니다. 열화상 장비 자체는 점만 생성하기 때문에 추가 기능이 추가되어야 합니다.

— 현재 결승에 진출한 팀 중 가장 멋진 팀은 누구인가요?
—솔직히 마음에 드는 건 없어요. 나는 누구에게나 단단한 벽돌을 던질 수 있습니다. 첫 번째 Vershina 팀의 결정이 정말 마음에 들었다고 가정 해 보겠습니다. 그들은 열화상 카메라와 XNUMX색 카메라만 갖고 있었습니다. 나는 이념을 좋아했다. 그들은 지상군을 개입시키지 않고 기술적 수단을 사용하여 수색했고 이동 승무원도 전혀 없었고 드론으로 만 수색했지만 사람을 찾았습니다. 그들이 필요한 사람을 찾았는지 아닌지는 말하지 않겠습니다. 그러나 그들은 사람을 찾았고 동물을 찾았습니다. 열화상 카메라에 있는 물체의 좌표와 XNUMX색 카메라에 있는 물체의 좌표를 비교하면 물체를 식별하고 거기에 사람이 있는지 확인할 수 있습니다.

구현, 열화상 카메라와 카메라의 동기화가 부주의하게 수행되어 실제로 전혀 동기화되지 않는 것에 대해 질문이 있습니다. 이상적으로 시스템에는 스테레오 쌍, 흑백 카메라 XNUMX대, XNUMX색 카메라 XNUMX대, 열화상 카메라 XNUMX대가 있어야 하며 모두 단일 시간 시스템에서 작동합니다. 여기서는 그렇지 않았습니다. 카메라는 별도의 시스템에서, 열화상 카메라는 별도의 시스템에서 작동했으며 이로 인해 아티팩트가 발생했습니다. 드론의 속도가 조금만 더 빨랐다면 매우 강한 왜곡이 발생했을 것입니다.

— 헬리콥터를 타고 날아갔나요, 아니면 비행기가 있었나요?
— 여기엔 헬리콥터를 가지고 있는 사람이 아무도 없었어요. 또는 오히려 팀 중 하나가 헬리콥터를 발사했지만 이는 수색 영역에서 통신을 보장하기 위한 순전히 기술적 기능이었습니다. LOR 중계기가 달려있어 반경 5km 내에서 통신이 가능했습니다.

결과적으로 여기의 모든 검색 항공기는 항공기 유형입니다. 이착륙이 쉽지 않기 때문에 그 자체로 문제가 발생합니다. 예를 들어, 어제 기상 조건으로 인해 Nakhodka 팀은 드론을 발사할 수 없었습니다. 그러나 나는 이렇게 말하고 싶습니다: 그들이 사용하고 있던 드론은 지금 구성된 형태로 그들에게 도움이 되지 않았을 것입니다.

“준결승에서는 드론을 중계용으로만 사용하고 싶어 했어요.
— 나홋카의 드론은 사진, 영상 촬영 및 경고용으로 제작되었습니다. 비콘, 열화상 카메라, 컬러 카메라가 있습니다. 적어도 나는 그들에게서 그런 말을 들었습니다. 그들은 심지어 어제 그것을 풀지도 않았습니다. 배송된 그대로 포장되어 있었습니다. 하지만 설사 그것을 얻었다고 해도 그들은 아마 그것을 사용하지 않을 것입니다. 그들은 완전히 다른 전술을 가지고있었습니다. 그들은 발로 수색했습니다.

오늘 사람들은 숲에 비콘을 심고 이를 사용하여 사람을 찾고 싶어합니다. 이것이 내가 가장 좋아하는 솔루션입니다. 나는 그들이 여기로 가져온 350개의 등대를 나중에 수집할 것인지에 대해 큰 의심을 갖고 있습니다. 아니면 오히려 수집을 강요하지만 그들이 모든 것을 수집한다는 것은 사실이 아닙니다. 지상군을 완전히 포기한 첫 번째 팀의 결정이 가장 마음에 들었습니다.

- 단지 이것 때문에? 결국, 양적으로 그렇게 거대한 영역을 차지한다면 효과가 있을 수 있습니다.
"효과가 있을 가능성이 높지만 드롭 구성이나 비콘 자체의 구성이 마음에 들지 않았습니다."

— Stratonauts를 위한 벽돌이 남아 있습니다.
— Stratonauts는 멋진 솔루션을 가지고 있습니다. 그들이 원하는 방식으로 했다면 성공했을 것입니다. 그러나 그들은 비행 기계에도 문제가 있었습니다.

검색 그룹을 제공하는 시스템이 있습니다. 주요 강조점은 이동식 지상군에 있습니다. 그들은 올바른 지점과 올바른 방향으로 수색 그룹을 배치하기 위해 그룹과의 통신 및 지상 비콘과의 통신이 제공되는 비콘을 발행받습니다. 해당 지역에 대한 통신을 제공하는 중계기가 있는 풍선이 있습니다. 그들은 지상 기반 고정 비콘을 가지고 있지만 그 수가 거의 없으며 마지막 순간에 비콘을 만들었다는 것을 스스로 인정하며 이것이 주요 전술 유닛이 아닙니다. 테스트를 위해 만들었습니다. 그들 중 상당수가 있으며 전술에 특별한 기여를하지 않았습니다.

주요 전략은 그룹의 각 검색 엔진에 자체 개인 추적기가 있으며 이는 본사와 함께 단일 정보 네트워크로 결합된다는 것입니다. 누가 어디에 있는지 명확하게 알 수 있습니다. 빗질은 실시간으로 이루어지며 방향이 조정됩니다.

"모든 것을 하나로 결합하고 싶은 것 같습니다."
- 네, 물론 그렇습니다. Grigory Sergeev와 나는 걸었고 그는보고 "젠장, 정말 멋진 일이군요. 그게 있었으면 좋겠어요. "라고 말했고, 우리는 다른 사람들에게 "젠장, 정말 멋진 일이군요. 그게 있었으면 좋겠어요"라고 말했습니다. 셋째, “젠장, 정말 멋진 일이구나.”, 여기저기서 사람을 발견했을 텐데.”

이와 별도로 특정 조건에 대해서는 부문별로 좋은 솔루션입니다. 이들을 결합하면 단일 통신 필드가 있고 풍선을 사용하여 장거리에 시스템을 배포하고 실시간으로 지상군을 추적 및 제어하는 ​​시스템이 있는 아주 좋은 단지를 얻게 됩니다. 충분히 장거리에 도달하고 검색 영역을 올바르게 사용하고 섹터로 분할할 수 있는 비콘은 사람에게 신호를 제공하여 해당 영역으로 이동하면 모든 것이 기술 문제로 변합니다. 비행 날씨가 있습니다. 일부 힘은 사용되며 비행 날씨는 없습니다. 다른 날씨는 밤입니다.

"그러나 그것은 모두 재앙적으로 비쌉니다."
— 일부는 비싸고 일부는 그렇지 않습니다.

— 예를 들어 지금 이륙하는 드론 한 대의 가격은 보잉 한 대와 맞먹을 것입니다.
- 예, 비용이 상당히 높습니다. 하지만 올바르게 사용하면 일회성 구매라는 점을 이해해야 합니다. 한번 구매하시고 그냥 전국으로 운송해서 사용하시면 됩니다. 유능한 인력에 대한 이러한 일회성 투자는 적절하게 유지 관리되고 운영된다면 꽤 오랫동안 지속될 것입니다.

— 공모전 지원서를 볼 때 마음에 들었지만 본선에 진출하지 못한 것이 있었나요?
—거기서 재미있는 일이 많았어요.

— 기억에 남는 가장 재미있는 일은 무엇입니까?
— 열기구에 매달린 바이오레이더가 정말 기억에 남네요. 나는 오랫동안 웃었다.

"무슨 일인지 물어보는 것조차 무섭습니다."
— 비결은 이것이 결정하는 정말 좋은 방법이라는 것입니다. Bioradar는 반사되는 모든 것을 배경으로 생물학적 생명체를 식별하는 것을 목표로 합니다. 주로 흉부진동과 맥박을 사용한다. 이를 위해 100GHz의 초고주파 레이더가 사용되며 상당히 먼 거리에서 빛을 발하고 숲을 150x200m 깊이까지 비춥니다.

- 그럼 왜 웃긴가요?
— 이 물건은 영구적으로 설치해야 작동하기 때문에 풍선에 걸고 싶었습니다. 그리고 그들은 “이것은 고정된 물체입니다.”라고 말합니다. 이제 우리는 풍선을보고 있는데 끊임없이 흔들리고 있으며 땅에 단단히 나사로 고정 해야하는 물건을 그 위에 걸기를 원합니다. 그렇지 않으면 그림이 전혀 명확하지 않을 것입니다.

골판지 드론도 매우 재미있었습니다.

— 골판지?
- 네, 카드보드 드론이죠. 그것은 매우 재미 있었다. 판지로 접착하고 바니시로 칠한 비행기. 그는 하나님이 기뻐하시는 대로 날았습니다. 사람들은 그가 한 방향으로 날기를 원했지만 그는 올바른 방향이 아닌 다른 곳으로 날아갔고 결국 추락하여 고통을 면했습니다.

“날아다니는 소시지로 재구성할 수 있는 날아다니는 베이글”은 매우 재미있는 것이었습니다. 애플리케이션에서 실제로 인용한 것입니다. 소방 호스의 바깥 쪽 끈을 잡고 고무를 제거하면 부풀어 오르고 양쪽이 꼬인 긴 파이프가됩니다. 그들은 그것을 하나로 묶어서 카메라를 걸어놓은 날아다니는 도넛으로 밝혀졌습니다. 그리고 베이글은 날아다니는 소시지로 쉽게 변할 수 있습니다. 모두가 소시지를 비웃었습니다. 왜, 왜 소시지인지는 확실하지 않지만 매우 재미있었습니다.

— 땅에 놓인 큐브에 대해 들었는데, 진동과 계단을 읽습니다.
- 네, 그런 일도 있었어요. 당신은 그 것이 실제로 꽤 기능적이라는 것을 이해해야 합니다. 나는 바로 그런 일을 하는 몇몇 상용 제품을 알고 있습니다. 이것은 경계 보안 시스템을 위한 보안 조정 지진계입니다. 그러나 이것은 중요한 인프라 및 군사 시설에만 사용됩니다. 나는 가스 펌프장에 XNUMX단계 접근 통제 시스템이 있다는 것을 알고 있는데, 그 중 첫 번째는 지진계입니다.

— 좀 유망해 보이는군요. 그렇다면 왜 안되나요?
“사실 작은 면적으로 중요한 인프라 시설의 폐쇄된 경계를 보호하는 것과 이러한 지진계를 숲 전체에 심는 것은 또 다른 일입니다. 그들의 범위는 매우 짧고 가장 중요한 것은 달리는 멧돼지, 달리는 사람, 달리는 곰을 거의 구별할 수 없다는 것입니다. 이론적으로는 물론 하드웨어를 올바르게 켜면 가능하지만 이로 인해 기술이 크게 복잡해지고 훨씬 간단한 방법이 있는 것 같습니다.

모두가 준준결승에 갈 것을 추천받았고, 모두가 손을 뻗을 것을 추천받았습니다. 여기서 우리가 보는 사람들은 실제로 사람을 찾은 사람들입니다. 다른 사람들은 모두 발견되지 않았기 때문에 경쟁은 상당히 객관적인 것 같습니다. 예를 들어, 전문가의 의견을 믿을 수도 있고 믿을 수도 없지만, 전문가가 찾았거나 찾지 못했다는 사실은 여전히 ​​남아 있습니다.

출처 : habr.com