For noen dager siden ble Odyssey-konkurransen avsluttet, der ingeniørteam lette etter den beste teknologien for å finne folk savnet i skogen. Om sommeren snakket jeg om , og la det ut i går .
Arrangørene satte en kolossalt vanskelig oppgave - å finne to personer i et område på 314 km2 på 10 timer. Det var forskjellige ideer, men (spoiler) ingen lyktes. En av de tekniske ekspertene i konkurransen var Nikita Kalinovsky. Jeg diskuterte med ham deltakerne, deres avgjørelser, og spurte også hvilke andre ideer som ble husket gjennom alle stadier av konkurransen.
Hvis du allerede har lest dekningen av finalen, ser du noen av linjene her også. Dette er bare hele intervjuet med minimal redigering.
Hvis du ikke har lest mer enn én artikkel i denne serien, skal jeg kort gjenfortelle konteksten.
I tidligere episoderStiftelsen AFK Sistema lanserte Odyssey-konkurransen for å finne måter å introdusere moderne teknologi på i jakten på mennesker som er borte i naturen uten kommunikasjonsmidler. Av 130 lag nådde fire lag finalen - bare de klarte å finne folk i en skog med et areal på 4 km2 to ganger på rad.
Nakhodka-teamet, grunnlagt av veteraner fra Yakutia Rescue Service. Dette er søkemotorer med lang erfaring i reelle skogsforhold, men kanskje det minst avanserte teamet når det gjelder teknologi. Løsningen deres er et stort lydfyr, som ved hjelp av en spesiell signalkonfigurasjon er tydelig hørbar i en avstand på opptil en og en halv kilometer. En person kommer til lyden og sender et signal til redningsmenn fra fyret. Trikset ligger ikke så mye i teknologien som i taktikken for bruken. Søkeingeniører bruker et minimum av beacons for å gjerde av søkeomkretsen og, gradvis begrense den, finne personen.
Vershina-teamet er det stikk motsatte av Nakhodka. Ingeniører stoler helt på teknologi og bruker ikke bakkestyrker i det hele tatt. Løsningen deres er droner utstyrt med tilpassede termiske kameraer, kameraer og høyttalere. Søket blant opptakene utføres også av algoritmer, ikke av personer. Til tross for skepsisen fra mange eksperter til ubrukeligheten til termiske kameraer og det lave nivået av algoritmer, fant Vershina flere ganger folk i både semifinalen og finalen (men ikke de de trengte).
Stratonauts og MMS Rescue er to team som bruker en hel rekke løsninger. Lydfyr, ballonger for å etablere kommunikasjon i territoriet, droner med fotografering og søkesporere i sanntid. Stratonautene var best i semifinalen fordi de fant de savnede raskest.
Lydfyr har blitt den mest effektive og utbredte løsningen, men med deres hjelp kan de bare finne en person som er i stand til å bevege seg. En person som ligger ned har nesten ingen sjanse. Det ser ut til at den beste måten å lete etter er med et varmekamera, men termokameraet kan ikke se noe gjennom kronene, og har også vanskeligheter med å skille varmeflekker fra folk fra alle andre objekter i skogen. Fotografi, algoritmer og nevrale nettverk er lovende teknologier, men så langt gir de dårlige resultater. Det fantes også eksotiske teknologier, men hver av dem hadde flere begrensninger enn fordeler.
— Hva gjør du utenom konkurranse?
— INTEC Group of Companies, Tomsk. Hovedområdet er industridesign, utvikling av elektronikk og programvare, inkludert innebygd programvare. Vi har egen liten pilot og småskala produksjon, vi hjelper til med å bringe produktet fra idé til masseproduksjon. Et av våre mest kjente prosjekter er «NIMB»-prosjektet, som vi har utviklet siden 2015. I 2018 mottok vi Red Dot Design Award for dette prosjektet. Dette er en av de mest prestisjefylte prisene i industridesignverdenen.
-Hva gjør denne greia?
— Dette er en sikkerhetsring, en alarmknapp som brukeren trykker på når en alarmerende hendelse oppstår. Ser ut som en vanlig fingerring. Det er en knapp på bunnen, innsiden er en Bluetooth-modul for kommunikasjon med en smarttelefon, en mikro-elektrisk motor for taktil indikasjon, et batteri og en trefarget LED. Basen inneholder en kombinert rigid-flex plate. Hoveddelen av kroppen er metall, dekselet er plast. Dette er et ganske kjent prosjekt. I 2017 samlet de inn rundt 350 tusen dollar på Kickstarter.
- Hvordan liker du det her? Lever lagene opp til forventningene?
— I enkelte lag har folk lang leterfaring, har vært i skogen mer enn én gang, og har gjennomført slike arrangementer mer enn én gang. De har god forståelse for hvordan man finner en person under reelle forhold, men de har svært liten forståelse for teknologi. I andre lag er gutta veldig godt bevandret i teknologi, men har absolutt ingen anelse om hvordan de skal bevege seg gjennom skogen i sommer-, vinter- og høstforhold.
– Finnes det ingen gylden middelvei?
– Jeg har ikke sett den en gang enda. Den generelle oppfatningen til alle eksperter er dette: Hvis du forener alle teamene, tvinger dem til ett enkelt samarbeid, tvinger dem til å kombinere løsninger, tar det beste fra hver og implementerer det, vil du få et veldig kult kompleks. Naturligvis må den ferdigstilles, bringes til en fornuftig produkttilstand og bringes i endelig salgbar form. Imidlertid vil dette være en veldig kul løsning som faktisk kan brukes og faktisk vil redde folks liv.
Men hver for seg er ikke hver av løsningene fullt ut effektive. Et sted er det ikke nok allværskapasitet, et sted er det ikke nok XNUMX-timers tilgjengelighet, noen leter ikke etter bevisstløse mennesker. Du må alltid ha en omfattende tilnærming, og viktigst av alt, du må alltid forstå at det er en viss teori om å søke etter mennesker, og komplekset må samsvare med denne teorien.
Nå er løsningene grove. Her kan du se to klasser av prosjekter: den første er veldig enkle og veldig pålitelige systemer som fungerer. Disse lydsignalfyrene som gutta fra Yakutia kom med, Nakhodka-teamet, er en unik enhet. Det er tydelig at det er laget av folk med lang erfaring. Teknisk sett er det veldig enkelt, det er et vanlig pneumatisk signal med en LoRaWAN-modul og et MESH-nettverk utplassert på den.
– Hva er så unikt med det?
"Det kan høres halvannen kilometer unna i skogen." Mange andre opplever ikke denne effekten, selv om volumnivået er omtrent det samme for alle. Men en riktig valgt frekvens og konfigurasjon av det pneumatiske signalet gir slike resultater. Jeg tok personlig opp lyden på en avstand på ca 1200 meter, med en veldig god forståelse for at dette egentlig var lyden av et signal og retningen mot det. Under virkelige forhold fungerer denne tingen utmerket.
— Samtidig ser det minst teknologisk avansert ut.
- Dette er sant. De er laget av et stykke PVC-rør og er den enkleste, mest pålitelige og svært effektive løsningen. Men med sine begrensninger. Vi kan ikke bruke disse enhetene til å finne en person som er bevisstløs.
— Andre klasse prosjekter?
– Den andre klassen er komplekse tekniske løsninger som implementerer ulike spesifikke søkemodeller – søk ved hjelp av termiske kameraer, kombinerer termisk avbildning og trefargebilder, droner, etc.
Men alt er veldig rått der. Nevrale nettverk brukes på steder. De er utplassert på personlige datamaskiner, på nvidia jetson-kort og på selve flyene. Men alt dette er fortsatt uutforsket. Og som praksis har vist, fungerte bruken av lineære algoritmer under disse forholdene mye mer effektivt enn nevrale nettverk. Det vil si at det å identifisere en person ved en flekk på bildet fra et termisk bildeapparat, ved hjelp av lineære algoritmer, etter området og formen til objektet, ga en mye større effekt. Det nevrale nettverket fant praktisk talt ingenting.
– Fordi det ikke var noe å lære henne?
— De hevdet at de underviste, men resultatene var ekstremt kontroversielle. Ikke engang kontroversielle - det var nesten ingen. Nevrale nettverk viste seg ikke her. Det er mistanke om at de enten ble undervist feil eller ble undervist feil. Hvis nevrale nettverk brukes riktig under disse forholdene, vil de mest sannsynlig gi gode resultater, men du må forstå hele søkemetodikken.
— De sier at nevrale nettverk er lovende. Hvis du gjør dem gode, vil de fungere. Tvert imot sier de om en termokamera at den er ubrukelig uansett.
"Likevel ble faktum registrert. Termokameraet ser virkelig etter mennesker. Som i tilfellet med nevrale nettverk, må vi forstå at vi snakker om verktøy. Hvis vi tar et mikroskop, så for å undersøke små gjenstander. Hvis vi hamrer en spiker, er det bedre å ikke bruke et mikroskop. Det er det samme med et termisk bildeapparat og nevrale nettverk. Et riktig konfigurert instrument, riktig brukt under de rette forholdene, gir et godt resultat. Bruker vi verktøyet på feil sted og på feil måte, er det naturlig at vi ikke får resultatet.
– Tja, hvordan kan man bruke et varmekamera hvis de her sier at selv en råtnende stubbe gir mer varme enn en savnet bestemor?
- Ikke mer. De sjekket, så - ikke mer. Personen har et tydelig mønster. Du må forstå at en person er et veldig spesifikt objekt. Dessuten er dette forskjellige objekter på forskjellige tider av året. Hvis vi snakker om sommer, så er dette en person i en lett T-skjorte eller en T-skjorte eller en skjorte som lyser med en kraftig flekk på varmekameraet. Hvis vi snakker om høsten, om vinteren, så ser vi et hode dekket med en hette med resten av et varmespor som kommer ut fra under hetten eller fra under hatten, lysende hender - alt annet er skjult av klær.
Derfor kan en person tydelig ses gjennom et termisk kamera; jeg så det med mine egne øyne. En annen ting er at villsvin, elg og bjørn er like godt synlige, og vi må filtrere det vi observerer veldig tydelig. Du kan definitivt ikke klare deg med bare et termisk kamera; du kan ikke bare ta det, peke på et termisk kamera og si at det vil løse alle problemene våre. Nei, det må være et kompleks. Komplekset bør inkludere et trefarget kamera som gir et fullfargebilde eller et monokromt bildebakgrunnsbelyst med lysdioder. Det bør følge med noe annet ekstra, for selve termokameraet produserer bare flekker.
— Hvem er kulest av lagene i finalen nå?
– For å være ærlig har jeg ingen favoritter. Jeg kan kaste en solid murstein på hvem som helst. La oss bare si at jeg likte avgjørelsen til det første Vershina-teamet. De hadde nettopp et termisk kamera pluss et trefarget kamera. Jeg likte ideologien. Gutta søkte med tekniske midler uten å involvere bakkestyrker, de hadde ikke mobile mannskaper i det hele tatt, de søkte kun med droner, men de fant folk. Jeg vil ikke si om de fant hvem de trengte eller ikke, men de fant mennesker og fant dyr. Hvis vi sammenligner koordinatene til et objekt på et termisk kamera og et objekt på et trefarget kamera, vil vi kunne identifisere objektet og finne ut om det er en person der.
Jeg har spørsmål om implementeringen, synkroniseringen av termokameraet og kameraet ble gjort uforsiktig, det var praktisk talt ikke der i det hele tatt. Ideelt sett bør systemet ha et stereopar, ett monokromt kamera, ett trefarget kamera og et termisk kamera, og de fungerer alle i et enkelt tidssystem. Dette var ikke tilfelle her. Kameraet fungerte i et eget system, termokameraet i et eget, og de møtte gjenstander på grunn av dette. Hvis hastigheten på dronen var litt høyere, ville den allerede gitt veldig sterke forvrengninger.
— Fløy de på et copter eller var det et fly?
— Ingen her hadde helikopter. Eller rettere sagt, copterne ble skutt opp av et av teamene, men dette var en ren teknisk funksjon for å sikre kommunikasjon i søkeområdet. En LOR-repeater ble hengt på dem, og den ga kommunikasjon innenfor en radius på 5 kilometer.
Som et resultat er alle søkefly her av flytype. Dette fører med seg sine egne problemer, for det er ikke lett å ta av og lande. For eksempel tillot ikke værforholdene i går Nakhodka-teamet å lansere dronen sin. Men jeg vil si dette: dronen de hadde i bruk ville ikke ha hjulpet dem i den formen den er konfigurert i nå.
«I semifinalen ønsket de å bruke dronen kun til stafetter.
— Dronen på Nakhodka ble laget for foto-video-opptak og varsling. Det er et beacon, et termisk bildekamera og et fargekamera. Det er i hvert fall det jeg har hørt fra dem. De pakket den ikke engang ut i går. Den var fortsatt pakket da den ble levert. Men selv om de fikk det, ville de nok ikke brukt det. De hadde en helt annen taktikk – de søkte med føttene.
I dag ønsker gutta å så skogen med beacons og bruke dem til å finne folk. Dette er løsningen jeg liker minst. Jeg tviler veldig på at de da vil samle de 350 fyrene som de brakte hit. Eller rettere sagt, vi skal tvinge dem til å samle inn, men det er ikke et faktum at de skal samle inn alt. Jeg likte det første lagets avgjørelse mest fordi det innebar en fullstendig oppgivelse av bakkestyrker.
– Bare på grunn av dette? Tross alt, hvis du virkelig tar et så stort område i kvantitet, kan det fungere.
"Det vil mest sannsynlig fungere, men jeg likte verken drop-konfigurasjonen eller konfigurasjonen av selve beacons."
— Det er en murstein igjen til Stratonautene.
— Stratonauter har en kul løsning. Hvis de hadde gjort det slik de ønsket å gjøre det, hadde de lykkes. Men de hadde også problemer med flygende maskiner.
De har et system for å gi søkegrupper. Hovedvekten er på mobile bakkestyrker. De er utstedt beacons, forsynt med kommunikasjon med grupper og kommunikasjon med bakkefyr for utplassering av søkegrupper på riktige punkter og i riktig retning. De har ballonger med repeatere som gir kommunikasjon over området. De har bakkebaserte stasjonære beacons, men det er svært få av dem, og de innrømmer selv at de har laget dem i siste øyeblikk, og for dem er ikke dette den viktigste taktiske enheten - de har laget dem for testingens skyld. Det er ganske mange av dem, og de ga ikke noe spesielt bidrag til taktikken.
Hovedtaktikken var at hver søkemotor i gruppen har sin egen personlige tracker, som er kombinert til ett enkelt informasjonsnettverk sammen med hovedkvarteret. De kan tydelig se hvem som er på hvilket sted. Kaming utføres i sanntid, retningen justeres.
"Alt ser ut som du virkelig ønsker å kombinere det til ett."
– Ja, absolutt det. Grigory Sergeev og jeg gikk, han ser og sier: "Fan, for en kul ting, jeg skulle ønske jeg hadde det," vi kommer til andre, "Fan, for en kul ting, jeg skulle ønske jeg hadde det," vi kommer til en For det tredje, "Fan, for en kul ting." , jeg ville ha funnet en person der og der.
Hver for seg er de sektormessig gode løsninger for visse forhold. Hvis du kombinerer dem, får du et veldig godt kompleks, som har et enkelt kommunikasjonsfelt, det er en utplassering av systemet over lang rekkevidde ved hjelp av ballonger, det er et system for sporing og kontroll av bakkestyrker i sanntid, det er beacons som treffer en tilstrekkelig lang rekkevidde og kan Riktig bruk og inndeling av søkeområdet i sektorer gir et signal til personen slik at han går til dem, og så blir alt til et spørsmål om teknologi. Det er flyvær - noen krefter brukes, ikke flyvær - andre, natt - atter andre.
"Men det hele er katastrofalt dyrt."
— Noen er dyre, noen er det ikke.
— For eksempel koster trolig én drone som tar av nå like mye som en Boeing.
– Ja, kostnadene deres er ganske høye. Men du må forstå at hvis det brukes riktig, er dette et engangskjøp. Du må kjøpe den en gang, og så er det bare å transportere den rundt i landet og bruke den. En slik engangsinvestering i dyktige hender vil vare ganske lenge hvis den vedlikeholdes og betjenes riktig.
— Da du så på søknadene til konkurransen, var det noe du likte, men som ikke kom til finalen?
— Det var mye morsomt der.
– Hva er det morsomste du husker?
— Jeg husker virkelig bioradarene hengt opp på ballongen. Jeg lo lenge.
"Det er til og med skummelt å spørre hva det er."
— Trikset er at dette er en veldig god måte å bestemme. Bioradar er rettet mot å identifisere biologiske levende objekter på bakgrunn av alt annet som reflekteres. Vanligvis brukes brystvibrasjon og puls. Til dette brukes svært høyfrekvente radarer på 100 GHz, de lyser på ganske god avstand og lyser opp skogen til en dybde på 150 ganger 200 meter.
– Hvorfor er det morsomt da?
— For denne tingen fungerer bare når den er montert permanent, og de ville henge den på en ballong. Og de sier, "dette er en stasjonær gjenstand." Nå ser vi på ballongen, den rister konstant, og de vil henge en ting på den som må skrus godt fast i bakken, ellers blir bildet slik at ingenting blir klart på den i det hele tatt.
Kartongdroner var også veldig morsomme.
– De av papp?
– Ja, pappdroner. Det var veldig morsomt. Et fly limt sammen av papp og malt med lakk. Han fløy akkurat slik Gud ville. Gutta ville at han skulle fly i én retning, men han fløy hvor som helst, men i riktig retning, og til slutt krasjet han og sparte seg selv for smerten.
Den "flygende bagelen som kan omkonfigureres til en flygende pølse" var veldig morsom - et ekte sitat fra applikasjonen. Den ytre fletten til brannslangen tas, gummien fjernes, den blåses opp og blir til et langt rør, vridd på begge sider. De binder den sammen og det viser seg å være en flygende smultring som de henger et kamera på. Og at en bagel lett kan forvandles til en flygende pølse – alle lo av pølsa. Hvorfor, hvorfor pølsen er ikke klart, men det var veldig morsomt.
— Jeg hørte om kuber som er plassert på bakken, og de leser vibrasjoner og trinn.
– Ja, sannelig, det var slike ting. Du må forstå at tingen faktisk er ganske funksjonell. Jeg vet om flere kommersielle produkter som gjør nettopp det. Dette er en sikkerhetsinnstilt seismograf for perimetersikkerhetssystemer. Men denne tingen brukes utelukkende til kritisk infrastruktur og militære installasjoner. Jeg vet at gasspumpestasjoner har tre-nivå adgangskontrollsystemer, hvorav det første er seismografer.
– Høres litt lovende ut. Hvorfor ikke da?
"Faktum er at det er én ting å beskytte den lukkede omkretsen av et kritisk infrastrukturanlegg med et lite areal, og en annen ting å så hele skogen med disse seismografene. Rekkevidden deres er veldig kort, og det viktigste er at du nesten ikke kan skille mellom et løpende villsvin, en løpende mann og en løpende bjørn. Teoretisk sett er det selvfølgelig mulig hvis du slår på maskinvaren riktig, men dette kompliserer teknikken sterkt; det er mye enklere metoder, ser det ut for meg.
Alle ble anbefalt å gå til kvartfinalen, alle ble anbefalt å prøve seg. De vi ser her er de som faktisk klarte å finne folk. Alle de andre personene ble ikke funnet, så konkurransen, ser det ut til, er ganske objektiv. Du kan for eksempel stole på eksperters mening, du kan ikke stole på den, men faktum gjenstår - de fant det eller de fant det ikke.
Kilde: www.habr.com