Een paar dagen geleden eindigde de Odyssey-wedstrijd, waarin technische teams op zoek waren naar de beste technologie om vermiste mensen in het bos te vinden. In de zomer had ik het erover en gisteren gepost .
De organisatoren stelden een enorm moeilijke taak op: binnen 314 uur twee mensen vinden in een gebied van 2 km10. Er waren verschillende ideeën, maar (spoiler) niemand slaagde erin. Een van de technische experts van de wedstrijd was Nikita Kalinovsky. Ik besprak met hem de deelnemers en hun beslissingen, en vroeg ook welke andere ideeën zich tijdens alle fasen van de competitie herinnerden.
Als je de berichtgeving over de finale al hebt gelezen, zie je hier ook enkele regels. Dit is slechts het volledige interview met minimale bewerking.
Als je nog niet meer dan één artikel in deze serie hebt gelezen, zal ik de context kort opnieuw vertellen.
In vorige afleveringenStichting AFK Sistema lanceerde de Odyssey-wedstrijd om manieren te vinden om moderne technologie te introduceren in de zoektocht naar mensen die zonder communicatiemiddelen verdwaald zijn in het wild. Van de 130 teams bereikten vier teams de finale - alleen zij konden twee keer op rij mensen vinden in een bos met een oppervlakte van 4 km2.
Het Nakhodka-team, opgericht door veteranen van de Yakutia Rescue Service. Dit zijn zoekmachines met uitgebreide ervaring in echte bosomstandigheden, maar misschien wel het minst geavanceerde team qua technologie. Hun oplossing is een groot geluidsbaken, dat met behulp van een speciale signaalconfiguratie op een afstand van maximaal anderhalve kilometer duidelijk hoorbaar is. Een persoon komt naar het geluid en stuurt een signaal naar de reddingswerkers vanaf de vuurtoren. De truc zit niet zozeer in de technologie als wel in de tactiek van het gebruik ervan. Zoekingenieurs gebruiken een minimum aan bakens om de zoekperimeter af te bakenen en, door deze geleidelijk te verkleinen, de persoon te vinden.
Het Vershina-team is precies het tegenovergestelde van Nakhodka. Ingenieurs vertrouwen volledig op technologie en maken helemaal geen gebruik van grondtroepen. Hun oplossing zijn drones die zijn uitgerust met op maat gemaakte warmtebeeldcamera's, camera's en luidsprekers. Ook het zoeken tussen de beelden gebeurt door algoritmen, niet door mensen. Ondanks het scepticisme van veel experts over de nutteloosheid van warmtebeeldcamera's en het lage niveau van algoritmen, vond Vershina verschillende keren mensen in zowel de halve finales als de finales (maar niet degenen die ze nodig hadden).
Stratonauts en MMS Rescue zijn twee teams die gebruik maken van een hele reeks oplossingen. Geluidsbakens, ballonnen voor het tot stand brengen van communicatie in het gebied, drones met fotografie en zoektrackers in realtime. De Stratonauts waren in de halve finales de beste omdat zij de vermisten het snelst vonden.
Geluidsbakens zijn de meest effectieve en wijdverbreide oplossing geworden, maar met hun hulp kunnen ze alleen iemand vinden die kan bewegen. Iemand die ligt, heeft bijna geen kans. Het lijkt erop dat de beste manier om ernaar te zoeken is met een warmtebeeldcamera, maar de warmtebeeldcamera kan door de kronen niets zien en heeft ook moeite om hitteplekken van mensen te onderscheiden van alle andere objecten in het bos. Fotografie, algoritmen en neurale netwerken zijn veelbelovende technologieën, maar presteren tot nu toe slecht. Er waren ook exotische technologieën, maar die hadden allemaal meer beperkingen dan voordelen.
– Wat doe je buiten de competitie?
— INTEC-bedrijvengroep, Tomsk. Het hoofdgebied is industrieel ontwerp, ontwikkeling van elektronica en software, inclusief embedded software. We hebben onze eigen kleine pilot- en kleinschalige productie, we helpen het product van idee naar massaproductie te brengen. Een van onze bekendste projecten is het ‘NIMB’-project, dat we sinds 2015 ontwikkelen. In 2018 ontvingen wij voor dit project de Red Dot Design Award. Dit is een van de meest prestigieuze prijzen in de wereld van industrieel ontwerp.
-Wat doet dit ding?
— Dit is een beveiligingsring, een alarmknop die de gebruiker indrukt wanneer zich een alarmerende gebeurtenis voordoet. Ziet eruit als een gewone vingerring. Er zit een knop aan de onderkant, binnenin zit een Bluetooth-module voor communicatie met een smartphone, een micro-elektrische motor voor voelbare indicatie, een batterij en een driekleurige LED. De basis bevat een gecombineerde rigid-flex plaat. Het grootste deel van het lichaam is van metaal, de hoes is van plastic. Dit is een redelijk bekend project. In 2017 haalden ze via Kickstarter zo’n 350 dollar op.
- Hoe vind je het hier? Voldoen de teams aan de verwachtingen?
— In sommige teams hebben mensen uitgebreide zoekervaring, zijn ze meer dan eens in het bos geweest en hebben ze dergelijke evenementen meer dan eens uitgevoerd. Ze begrijpen goed hoe ze een persoon in reële omstandigheden kunnen vinden, maar ze hebben heel weinig verstand van technologie. In andere teams zijn de jongens zeer goed thuis in de technologie, maar hebben ze absoluut geen idee hoe ze zich in zomer-, winter- en herfstomstandigheden door het bos moeten bewegen.
– Bestaat er geen gulden middenweg?
- Ik heb het nog niet eens gezien. De algemene mening van alle experts is deze: als je alle teams verenigt, ze dwingt tot één enkele samenwerking, ze dwingt oplossingen te combineren, het beste uit elk team haalt en deze implementeert, krijg je een heel cool complex. Uiteraard moet het worden afgemaakt, in een gezonde productstaat worden gebracht en in een uiteindelijke verkoopbare vorm worden gebracht. Dit zal echter een hele coole oplossing zijn die daadwerkelijk kan worden gebruikt en daadwerkelijk mensenlevens zal redden.
Maar afzonderlijk is elk van de oplossingen niet volledig effectief. Ergens is er niet genoeg capaciteit voor alle weersomstandigheden, ergens is er niet genoeg XNUMX-uurs beschikbaarheid, sommigen zijn niet op zoek naar bewusteloze mensen. Je moet altijd een alomvattende aanpak hanteren en, belangrijker nog, je moet altijd begrijpen dat er een bepaalde theorie bestaat over het zoeken naar mensen en dat het complex met deze theorie moet overeenkomen.
Nu zijn de oplossingen grof. Hier kun je twee soorten projecten zien: de eerste zijn zeer eenvoudige en zeer betrouwbare systemen die werken. Die geluidssignaalbakens die de jongens uit Yakutia hebben meegebracht, het Nakhodka-team, zijn een uniek apparaat. Het is duidelijk dat het is gemaakt door mensen met ruime ervaring. Technisch gezien is het heel eenvoudig, het is een gewoon pneumatisch signaal met daarop een LoRaWAN-module en een MESH-netwerk.
– Wat is er zo uniek aan?
“Anderhalve kilometer verderop in het bos is het te horen.” Veel anderen ervaren dit effect niet, hoewel het volumeniveau voor iedereen ongeveer hetzelfde is. Maar een correct geselecteerde frequentie en configuratie van het pneumatische signaal geeft dergelijke resultaten. Ik heb het geluid persoonlijk opgenomen op een afstand van ongeveer 1200 meter, met een zeer goed begrip dat dit echt het geluid van een signaal was en de richting ernaartoe. In echte omstandigheden werkt dit ding prima.
— Tegelijkertijd ziet het er technologisch het minst geavanceerd uit.
- Dit is waar. Ze zijn gemaakt uit een stuk PVC-buis en zijn de eenvoudigste, meest betrouwbare en zeer effectieve oplossing. Maar met zijn beperkingen. We kunnen deze apparaten niet gebruiken om iemand te vinden die bewusteloos is.
— Tweede klasse projecten?
- De tweede klasse bestaat uit complexe technische oplossingen die verschillende specifieke zoekmodellen implementeren: zoeken met behulp van warmtebeeldcamera's, waarbij thermische beeldvorming en driekleurenbeelden worden gecombineerd, drones, enz.
Maar alles is daar erg rauw. Op sommige plaatsen worden neurale netwerken gebruikt. Ze worden ingezet op personal computers, op nvidia jetson-boards en op het vliegtuig zelf. Maar dit alles is nog onontgonnen. En zoals de praktijk heeft aangetoond, werkte het gebruik van lineaire algoritmen onder deze omstandigheden veel effectiever dan neurale netwerken. Dat wil zeggen dat het identificeren van een persoon aan de hand van een vlek op het beeld van een warmtebeeldcamera, met behulp van lineaire algoritmen, aan de hand van het gebied en de vorm van het object, een veel groter effect gaf. Het neurale netwerk vond vrijwel niets.
- Omdat ze haar niets kon leren?
— Ze beweerden dat ze lesgaven, maar de resultaten waren uiterst controversieel. Zelfs geen controversiële, die waren er bijna niet. Neurale netwerken lieten zich hier niet zien. Er bestaat een vermoeden dat ze óf verkeerd hebben geleerd, óf het verkeerde hebben geleerd. Als neurale netwerken onder deze omstandigheden correct worden toegepast, zullen ze hoogstwaarschijnlijk goede resultaten opleveren, maar je moet de hele zoekmethodologie begrijpen.
— Ze zeggen dat neurale netwerken veelbelovend zijn. Als je ze goed maakt, zullen ze werken. Integendeel, over een warmtebeeldcamera zeggen ze dat deze sowieso nutteloos is.
“Toch werd het feit geregistreerd. De warmtebeeldcamera zoekt echt naar mensen. Net als in het geval van neurale netwerken moeten we begrijpen dat we het over hulpmiddelen hebben. Als we een microscoop nemen, dan onderzoeken we kleine voorwerpen. Als we een spijker slaan, is het beter om geen microscoop te gebruiken. Hetzelfde geldt voor een warmtebeeldcamera en neurale netwerken. Een goed geconfigureerd instrument, correct gebruikt onder de juiste omstandigheden, geeft een goed resultaat. Als we de tool op de verkeerde plaats en op de verkeerde manier gebruiken, is het normaal dat we niet het resultaat krijgen.
- Hoe kun je een warmtebeeldcamera gebruiken als ze hier zeggen dat zelfs een rottende stronk meer warmte geeft dan een vermiste grootmoeder?
- Niet meer. Ze controleerden, keken - niet meer. De persoon heeft een duidelijk patroon. Je moet begrijpen dat een persoon een heel specifiek object is. Bovendien zijn dit op verschillende tijdstippen van het jaar verschillende objecten. Als we het over de zomer hebben, dan is dit een persoon in een licht T-shirt of een T-shirt of een shirt dat oplicht met een krachtige vlek op de warmtebeeldcamera. Als we het hebben over de herfst, over de winter, dan zien we een hoofd bedekt met een capuchon met de rest van een hittespoor dat onder de motorkap of onder de hoed vandaan komt, lichtgevende handen - al het andere is verborgen door kleding.
Daarom kan een persoon duidelijk worden gezien door een warmtebeeldcamera; ik heb het met mijn eigen ogen gezien. Een ander ding is dat wilde zwijnen, elanden en beren net zo duidelijk zichtbaar zijn, en we moeten heel duidelijk filteren wat we waarnemen. Met alleen een warmtebeeldcamera kom je beslist niet rond; je kunt er niet zomaar een warmtebeeldcamera op richten en zeggen dat deze al onze problemen zal oplossen. Nee, er moet sprake zijn van een complex. Het complex moet een driekleurencamera bevatten die een kleurenbeeld of een monochroom beeld met achtergrondverlichting met LED's levert. Er moet nog iets extra's bij komen, want de warmtebeeldcamera zelf produceert alleen maar vlekjes.
— Wie is de coolste van de teams die momenteel in de finale staan?
– Eerlijk gezegd heb ik geen favorieten. Ik kan een stevige steen naar iedereen gooien. Laten we zeggen dat ik de beslissing van het eerste Vershina-team erg leuk vond. Ze hadden alleen een warmtebeeldcamera en een driekleurencamera. Ik hield van de ideologie. De jongens zochten met technische middelen zonder tussenkomst van grondtroepen, ze hadden helemaal geen mobiele bemanningen, ze zochten alleen met drones, maar ze vonden mensen. Ik zal niet zeggen of ze vonden wie ze nodig hadden of niet, maar ze vonden mensen en dieren. Als we de coördinaten van een object op een warmtebeeldcamera vergelijken met een object op een driekleurencamera, kunnen we het object identificeren en bepalen of er een persoon aanwezig is.
Ik heb vragen over de uitvoering, de synchronisatie van de warmtebeeldcamera en de camera is onzorgvuldig gedaan, deze was er praktisch helemaal niet. Idealiter zou het systeem moeten bestaan uit een stereopaar, één monochrome camera, één driekleurencamera en een warmtebeeldcamera, en deze werken allemaal in één tijdsysteem. Dit was hier niet het geval. De camera werkte in een apart systeem, de warmtebeeldcamera in een apart systeem, waardoor ze artefacten tegenkwamen. Als de snelheid van de drone iets hoger was geweest, zou dit zeer sterke vervormingen hebben gegeven.
— Vlogen ze met een helikopter of was er een vliegtuig?
— Niemand hier had een helikopter. Of beter gezegd: de helikopters werden gelanceerd door een van de teams, maar dit was een puur technische functie om de communicatie in het zoekgebied te garanderen. Er werd een LOR-repeater aan gehangen, die voor communicatie zorgde binnen een straal van 5 kilometer.
Als gevolg hiervan zijn alle zoekvliegtuigen hier van het vliegtuigtype. Dit brengt zijn eigen problemen met zich mee, omdat het opstijgen en landen niet eenvoudig is. De weersomstandigheden van gisteren lieten het Nakhodka-team bijvoorbeeld niet toe hun drone te lanceren. Maar ik zou dit willen zeggen: de drone die ze in dienst hadden, zou hen niet hebben geholpen in de vorm waarin deze nu is geconfigureerd.
“In de halve finales wilden ze de drone alleen gebruiken voor de estafette.
— De drone bij Nakhodka is gemaakt voor foto-video-opnamen en waarschuwingen. Er is een baken, een warmtebeeldcamera en een kleurencamera. Dat is tenminste wat ik van hen hoorde. Ze hebben het gisteren niet eens uitgepakt. Het zat nog verpakt zoals het werd afgeleverd. Maar zelfs als ze het zouden krijgen, zouden ze het waarschijnlijk niet gebruiken. Ze hadden een heel andere tactiek: ze zochten met hun voeten.
Vandaag willen de jongens het bos met bakens zaaien en deze gebruiken om mensen te vinden. Dit is de oplossing die mij het minst bevalt. Ik heb grote twijfels of ze dan de 350 vuurtorens zullen ophalen die ze hierheen hebben gebracht. Of beter gezegd, we zullen ze dwingen om te verzamelen, maar het is geen feit dat ze alles zullen verzamelen. Ik vond de beslissing van het eerste team het leukst, omdat deze een volledige stopzetting van de grondtroepen inhield.
- Alleen daarom? Als je echt zo'n groot gebied in kwantiteit neemt, zou het immers kunnen werken.
“Het zal hoogstwaarschijnlijk werken, maar ik vond de drop-configuratie en de configuratie van de bakens zelf niet leuk.”
— Er is nog een steen over voor de Stratonauten.
— Stratonauten hebben een coole oplossing. Als ze het hadden gedaan zoals ze het wilden doen, zouden ze erin geslaagd zijn. Maar ze hadden ook problemen met vliegmachines.
Ze hebben een systeem voor het aanbieden van zoekgroepen. De nadruk ligt vooral op mobiele grondtroepen. Het zijn uitgegeven bakens, voorzien van communicatie met groepen en communicatie met grondbakens voor het inzetten van zoekgroepen op de juiste punten en in de goede richtingen. Ze hebben ballonnen met repeaters die communicatie over het gebied mogelijk maken. Ze hebben stationaire bakens op de grond, maar er zijn er maar heel weinig, en ze geven zelf toe dat ze ze op het laatste moment hebben gemaakt, en voor hen is dit niet de belangrijkste tactische eenheid - ze hebben ze gemaakt om te testen. Er zijn er nogal wat en ze hebben geen speciale bijdrage geleverd aan de tactiek.
De belangrijkste tactiek was dat elke zoekmachine in de groep zijn eigen persoonlijke tracker heeft, die samen met het hoofdkantoor wordt gecombineerd tot één informatienetwerk. Ze kunnen duidelijk zien wie zich op welke plaats bevindt. Het kammen gebeurt in realtime, de richting wordt aangepast.
“Alles ziet eruit alsof je het echt tot één wilt combineren.”
- Ja, absoluut waar. Grigory Sergeev en ik liepen, hij kijkt en zegt: 'Verdomme, wat een cool ding, ik wou dat ik dat had', we komen bij anderen, 'Verdomme, wat een cool ding, ik wou dat ik dat had', we komen bij een ten derde: "Verdomme, wat gaaf." , Ik zou daar en daar een persoon hebben gevonden.
Los daarvan zijn het sectoraal gezien goede oplossingen voor bepaalde omstandigheden. Als je ze combineert, krijg je een heel goed complex, dat één enkel communicatieveld heeft, er is een implementatie van het systeem over een lange afstand met behulp van ballonnen, er is een systeem voor het volgen en controleren van grondtroepen in realtime, er zijn bakens die een voldoende groot bereik bereiken en correct gebruik en verdeling van het zoekgebied in sectoren kunnen geven, geven een signaal aan de persoon zodat hij ernaartoe gaat, en dan wordt alles een kwestie van technologie. Er is vliegweer - sommige krachten worden gebruikt, geen vliegweer - andere, nacht - nog andere.
“Maar het is allemaal catastrofaal duur.”
– Sommige zijn duur, andere niet.
— Eén drone die nu opstijgt, kost bijvoorbeeld waarschijnlijk evenveel als een Boeing.
- Ja, hun kosten zijn behoorlijk hoog. Maar u moet begrijpen dat dit bij correct gebruik een eenmalige aankoop is. Je moet het een keer kopen en het dan gewoon door het land vervoeren en gebruiken. Zo'n eenmalige investering in bekwame handen zal, als hij op de juiste manier wordt onderhouden en geëxploiteerd, behoorlijk lang meegaan.
— Toen je naar de aanmeldingen voor de wedstrijd keek, was er iets dat je leuk vond, maar dat je niet tot de finale hebt gehaald?
— Er waren daar veel grappige dingen.
– Wat is het grappigste dat je je herinnert?
— Ik herinner me nog goed de bioradars die aan de ballon hingen. Ik heb lang gelachen.
“Het is zelfs eng om te vragen wat het is.”
— De truc is dat dit een heel goede manier is om vast te stellen. Bioradar is gericht op het identificeren van biologische levende objecten tegen de achtergrond van al het andere dat wordt gereflecteerd. Meestal worden borsttrilling en hartslag gebruikt. Hiervoor worden zeer hoogfrequente radars op 100 GHz gebruikt, deze schijnen op redelijk goede afstand en verlichten het bos tot een diepte van 150 bij 200 meter.
- Waarom is het dan grappig?
— Omdat dit ding alleen werkt als het permanent is geïnstalleerd, en ze het aan een ballon wilden hangen. En ze zeggen: "Dit is een stilstaand object." Nu kijken we naar de ballon, hij trilt voortdurend en ze willen er iets aan hangen dat stevig aan de grond moet worden vastgeschroefd, anders zal het beeld zo zijn dat er helemaal niets duidelijk over is.
Kartonnen drones waren ook erg grappig.
— Kartonnen exemplaren?
- Ja, kartonnen drones. Het was heel grappig. Een vliegtuig aan elkaar geplakt uit karton en beschilderd met vernis. Hij vloog precies zoals God het wilde. De jongens wilden dat hij in één richting zou vliegen, maar hij vloog overal behalve in de goede richting, en uiteindelijk stortte hij neer en bespaarde zichzelf de pijn.
De “vliegende bagel die kan worden omgebouwd tot een vliegende worst” was heel grappig - een echte quote uit de applicatie. De buitenste vlecht van de brandslang wordt genomen, het rubber wordt verwijderd, deze wordt opgeblazen en wordt een lange pijp, aan beide zijden gedraaid. Ze binden het aan elkaar en het blijkt een vliegende donut te zijn waaraan ze een camera hangen. En dat een bagel gemakkelijk kan worden omgetoverd tot een vliegende worst - iedereen lachte om de worst. Waarom, waarom de worst is niet duidelijk, maar het was erg grappig.
— Ik hoorde over kubussen die op de grond worden geplaatst en die trillingen en stappen aflezen.
- Ja, inderdaad, zulke dingen waren er. Je moet begrijpen dat het ding eigenlijk behoorlijk functioneel is. Ik ken verschillende commerciële producten die precies dat doen. Dit is een op beveiliging afgestemde seismograaf voor perimeterbeveiligingssystemen. Maar dit ding wordt uitsluitend gebruikt voor kritieke infrastructuur en militaire installaties. Ik weet dat benzinepompstations toegangscontrolesystemen op drie niveaus hebben, waarvan de eerste seismografen zijn.
– Klinkt veelbelovend. Waarom dan niet?
“Feit is dat het één ding is om de gesloten omtrek van een kritieke infrastructuurfaciliteit met een klein gebied te beschermen, en iets heel anders om het hele bos te bezaaien met deze seismografen. Hun bereik is erg kort en het belangrijkste is dat je nauwelijks onderscheid kunt maken tussen een rennend wild zwijn, een rennende man en een rennende beer. Theoretisch is het natuurlijk mogelijk als je de hardware correct inschakelt, maar dit bemoeilijkt de techniek enorm; er zijn veel eenvoudigere methoden, lijkt mij.
Iedereen werd aangeraden om naar de kwartfinales te gaan, iedereen werd aangeraden om het eens te proberen. Degenen die we hier zien, zijn degenen die er daadwerkelijk in zijn geslaagd mensen te vinden. Alle andere mensen werden niet gevonden, dus de concurrentie lijkt mij vrij objectief. Je kunt bijvoorbeeld de mening van experts vertrouwen, je kunt het niet vertrouwen, maar het feit blijft: ze hebben het gevonden of ze hebben het niet gevonden.
Bron: www.habr.com