Kilka dni temu zakończył się konkurs Odyseja, w którym zespoły inżynierów szukały najlepszej technologii umożliwiającej odnalezienie osób zaginionych w lesie. Latem mówiłem i opublikował go wczoraj .
Organizatorzy postawili sobie kolosalnie trudne zadanie – odnaleźć dwie osoby na obszarze 314 km2 w 10 godzin. Pomysły były różne, ale (spoiler) nikomu się nie udało. Jednym z ekspertów technicznych konkursu był Nikita Kalinowski. Rozmawiałem z nim o uczestnikach, ich decyzjach, a także zapytałem, jakie jeszcze pomysły zapadły im w pamięć na wszystkich etapach konkursu.
Jeśli przeczytałeś już relację z finału, zobaczysz tutaj także niektóre wersety. To tylko pełny wywiad po minimalnej edycji.
Jeśli nie czytałeś więcej niż jednego artykułu z tej serii, pokrótce przypomnę kontekst.
W poprzednich odcinkachFundacja AFK Sistema ogłosiła konkurs Odyseja, którego celem jest znalezienie sposobów na wprowadzenie nowoczesnych technologii w poszukiwaniu osób zagubionych na wolności bez środków komunikacji. Spośród 130 drużyn do finału dostały się cztery drużyny – tylko im udało się dwukrotnie z rzędu odnaleźć ludzi w lesie o powierzchni 4 km2.
Zespół Nakhodka, założony przez weteranów Służby Ratowniczej Jakucji. Są to wyszukiwarki posiadające duże doświadczenie w rzeczywistych warunkach leśnych, ale chyba najmniej zaawansowany technologicznie zespół. Ich rozwiązaniem jest duża latarnia dźwiękowa, która przy specjalnej konfiguracji sygnału jest wyraźnie słyszalna w odległości do półtora kilometra. Do dźwięku podchodzi osoba i wysyła sygnał ratownikom z latarni morskiej. Sztuka polega nie tyle na technologii, co na taktyce jej stosowania. Inżynierowie wyszukiwania używają minimalnej liczby sygnałów nawigacyjnych, aby odgrodzić obszar poszukiwań i stopniowo go zawężając, znaleźć osobę.
Zespół Vershina jest dokładnym przeciwieństwem Nakhodki. Inżynierowie polegają wyłącznie na technologii i w ogóle nie korzystają z sił lądowych. Ich rozwiązaniem są drony wyposażone w dostosowane do indywidualnych potrzeb kamery termowizyjne, kamery i głośniki. Przeszukiwanie nagrań również odbywa się za pomocą algorytmów, a nie ludzi. Pomimo sceptycyzmu wielu ekspertów co do bezużyteczności kamer termowizyjnych i niskiego poziomu algorytmów, Vershina kilkakrotnie znajdowała osoby zarówno w półfinale, jak i finale (ale nie te, których potrzebowali).
Stratonauts i MMS Rescue to dwa zespoły korzystające z całej gamy rozwiązań. Latarnie dźwiękowe, balony do nawiązania komunikacji na terenie, drony ze zdjęciami i trackerami wyszukiwania w czasie rzeczywistym. W półfinale najlepsi byli Stratonauci, ponieważ najszybciej odnaleźli zaginione osoby.
Najbardziej skutecznym i powszechnym rozwiązaniem stały się sygnalizatory dźwiękowe, ale przy ich pomocy można znaleźć tylko osobę, która jest w stanie się poruszać. Osoba leżąca nie ma prawie żadnych szans. Wydaje się, że najlepiej szukać tego za pomocą kamery termowizyjnej, jednak kamera termowizyjna nie widzi niczego przez korony, a ponadto ma trudności z odróżnieniem plam cieplnych od ludzi od wszystkich innych obiektów w lesie. Fotografia, algorytmy i sieci neuronowe to obiecujące technologie, ale jak dotąd radzą sobie słabo. Były też technologie egzotyczne, ale każda z nich miała więcej ograniczeń niż zalet.
– Co robisz poza konkursami?
— Grupa Firm INTEC, Tomsk. Głównym obszarem działalności jest wzornictwo przemysłowe, rozwój elektroniki i oprogramowania, w tym oprogramowania wbudowanego. Posiadamy własną małą produkcję pilotażową i na małą skalę, pomagamy doprowadzić produkt od pomysłu do masowej produkcji. Jednym z naszych najbardziej znanych projektów jest projekt „NIMB”, który rozwijamy od 2015 roku. Za ten projekt w 2018 roku otrzymaliśmy nagrodę Red Dot Design Award. To jedna z najbardziej prestiżowych nagród w świecie wzornictwa przemysłowego.
-Co to robi?
— Jest to pierścień zabezpieczający, przycisk alarmowy, który użytkownik naciska, gdy wystąpi niepokojące zdarzenie. Wygląda jak zwykły pierścionek na palec. Na jego spodzie umieszczono przycisk, wewnątrz moduł Bluetooth do komunikacji ze smartfonem, mikrosilnik elektryczny zapewniający dotykową sygnalizację, akumulator oraz trójkolorową diodę LED. Podstawa zawiera połączoną płytę sztywno-elastyczną. Główna część korpusu jest metalowa, pokrywa jest plastikowa. To dość znany projekt. W 2017 roku na Kickstarterze zebrali około 350 tysięcy dolarów.
- Jak Ci się tu podoba? Czy zespoły sprostają oczekiwaniom?
— W niektórych zespołach ludzie mają duże doświadczenie w poszukiwaniach, byli w lesie więcej niż raz i więcej niż raz przeprowadzali takie zdarzenia. Dobrze wiedzą, jak znaleźć osobę w rzeczywistych warunkach, ale bardzo słabo rozumieją technologię. W innych zespołach chłopaki są bardzo dobrze zorientowani w technologii, ale zupełnie nie mają pojęcia, jak poruszać się po lesie w warunkach letnich, zimowych i jesiennych.
— Czy nie ma złotego środka?
- Nie widziałem tego jeszcze ani razu. Ogólna opinia wszystkich ekspertów jest taka: jeśli zjednoczycie wszystkie zespoły, zmusicie je do jednej współpracy, zmusicie do połączenia rozwiązań, wydobędziecie z każdego to, co najlepsze i wdrożycie to, otrzymacie bardzo fajny kompleks. Naturalnie należy go wykończyć, doprowadzić do rozsądnego stanu produktu i doprowadzić do ostatecznej formy nadającej się do sprzedaży. Będzie to jednak bardzo fajne rozwiązanie, które faktycznie będzie można zastosować i faktycznie uratuje życie ludzkie.
Jednak indywidualnie każde z rozwiązań nie jest w pełni skuteczne. Gdzieś nie ma wystarczającej możliwości działania w każdych warunkach pogodowych, gdzieś nie ma wystarczającej dostępności 24 godziny na dobę, niektórzy nie szukają nieprzytomnych osób. Zawsze trzeba podejść kompleksowo i co najważniejsze zawsze zrozumieć, że istnieje pewna teoria poszukiwania ludzi i kompleks musi odpowiadać tej teorii.
Teraz rozwiązania są prymitywne. Tutaj możesz zobaczyć dwie klasy projektów: pierwsza to bardzo proste i bardzo niezawodne systemy, które działają. Te sygnalizatory dźwiękowe, które przywieźli chłopaki z Jakucji, zespół Nakhodka, są wyjątkowym urządzeniem. Widać, że robili to ludzie z dużym doświadczeniem. Technicznie jest to bardzo proste, jest to zwykły sygnał pneumatyczny z modułem LoRaWAN i zaimplementowaną na nim siecią MESH.
– Co jest w nim takiego wyjątkowego?
„Słychać go w lesie oddalonym o półtora kilometra.” Wiele innych osób nie odczuwa tego efektu, chociaż poziom głośności jest w przybliżeniu taki sam dla wszystkich. Ale odpowiednio dobrana częstotliwość i konfiguracja sygnału pneumatycznego daje takie rezultaty. Osobiście nagrywałem dźwięk z odległości około 1200 metrów, mając bardzo dobre zrozumienie, że tak naprawdę jest to dźwięk sygnału i kierunek w jego stronę. W rzeczywistych warunkach to coś działa świetnie.
— Jednocześnie wygląda na najmniej zaawansowany technologicznie.
- To prawda. Wykonane są z kawałka rury PCV i są najprostszym, najbardziej niezawodnym i bardzo skutecznym rozwiązaniem. Ale z jego ograniczeniami. Nie możemy użyć tych urządzeń, aby znaleźć osobę nieprzytomną.
— Projekty drugiej klasy?
- Druga klasa to złożone rozwiązania techniczne, które realizują różne specyficzne modele poszukiwań - poszukiwania z wykorzystaniem kamer termowizyjnych, łączenie termowizji z obrazami trójkolorowymi, drony itp.
Ale wszystko jest tam bardzo surowe. Sieci neuronowe są używane w niektórych miejscach. Są instalowane na komputerach osobistych, na płytach głównych NVIDIA Jetson i na samych samolotach. Ale to wszystko jest wciąż niezbadane. I jak pokazała praktyka, zastosowanie w tych warunkach algorytmów liniowych sprawdziło się znacznie skuteczniej niż sieci neuronowe. Oznacza to, że identyfikacja osoby na podstawie plamki na obrazie z kamery termowizyjnej, przy użyciu algorytmów liniowych, na podstawie powierzchni i kształtu obiektu, dała znacznie większy efekt. Sieć neuronowa praktycznie nic nie znalazła.
- Bo nie było czego jej uczyć?
— Twierdzili, że uczą, ale rezultaty były niezwykle kontrowersyjne. Nawet kontrowersyjnych – prawie nie było. Sieci neuronowe się tu nie pokazały. Istnieje podejrzenie, że albo nauczano ich nieprawidłowo, albo uczono ich niewłaściwych rzeczy. Jeśli w tych warunkach sieci neuronowe zostaną prawidłowo zastosowane, najprawdopodobniej dadzą dobre wyniki, ale trzeba zrozumieć całą metodologię wyszukiwania.
— Mówią, że sieci neuronowe są obiecujące. Jeśli je dobrze zrobisz, będą działać. Wręcz przeciwnie, o kamerze termowizyjnej mówią, że i tak jest ona bezużyteczna.
„Mimo to fakt ten został odnotowany. Kamera termowizyjna naprawdę szuka ludzi. Podobnie jak w przypadku sieci neuronowych, musimy zrozumieć, że mówimy o narzędziach. Jeśli weźmiemy mikroskop, to zbadamy małe przedmioty. Jeśli wbijamy gwóźdź, lepiej nie używać mikroskopu. Podobnie jest z kamerą termowizyjną i sieciami neuronowymi. Odpowiednio skonfigurowany instrument, prawidłowo używany w odpowiednich warunkach, daje dobry wynik. Jeśli użyjemy narzędzia w niewłaściwym miejscu i w niewłaściwy sposób, naturalnym jest, że nie uzyskamy rezultatu.
- No bo jak tu używać kamery termowizyjnej, skoro tu mówią, że nawet gnijący kikut daje więcej ciepła niż zaginiona babcia?
- Nie więcej. Sprawdzili, spojrzeli - nic więcej. Osoba ma wyraźny wzór. Musisz zrozumieć, że osoba jest bardzo specyficznym przedmiotem. Co więcej, w różnych porach roku są to różne obiekty. Jeśli mówimy o lecie, to jest to osoba w jasnym T-shircie lub T-shircie lub koszuli, która świeci mocnym punktem na kamerze termowizyjnej. Jeśli mówimy o jesieni, o zimie, to widzimy głowę nakrytą kapturem z resztką śladu ciepła wydobywającego się spod kaptura lub spod czapki, świetliste dłonie - wszystko inne jest ukryte pod ubraniem.
Dlatego osobę można wyraźnie zobaczyć za pomocą kamery termowizyjnej; widziałem to na własne oczy. Inną sprawą jest to, że równie dobrze widoczne są dziki, łosie i niedźwiedzie, dlatego musimy bardzo wyraźnie filtrować to, co obserwujemy. Na pewno nie da się obejść się samą kamerą termowizyjną, nie można jej po prostu wziąć, wskazać na kamerę termowizyjną i powiedzieć, że rozwiąże wszystkie nasze problemy. Nie, musi to być kompleks. W skład kompleksu powinna wchodzić kamera trójkolorowa zapewniająca obraz pełnokolorowy lub obraz monochromatyczny podświetlany diodami LED. Musi mieć coś jeszcze ekstra, bo sama kamera termowizyjna generuje tylko plamy.
— Który z zespołów znajdujących się obecnie w finale jest najfajniejszy?
– Szczerze mówiąc, nie mam faworytów. Potrafię rzucić w każdego solidną cegłą. Powiedzmy, że bardzo podobała mi się decyzja pierwszego zespołu Vershina. Mieli tylko kamerę termowizyjną i trójkolorową kamerę. Podobała mi się ta ideologia. Chłopaki szukali środkami technicznymi, bez angażowania sił lądowych, w ogóle nie mieli mobilnych załóg, szukali tylko dronami, ale znaleźli ludzi. Nie powiem, czy znaleźli, kogo potrzebowali, czy nie, ale znaleźli ludzi i znaleźli zwierzęta. Jeśli porównamy współrzędne obiektu na kamerze termowizyjnej i obiektu na kamerze trójkolorowej, będziemy w stanie zidentyfikować obiekt i ustalić, czy znajduje się w nim osoba.
Mam pytania odnośnie realizacji, synchronizacja kamery termowizyjnej i aparatu została wykonana niedbale, praktycznie w ogóle jej nie było. W idealnym przypadku system powinien składać się z pary stereo, jednej kamery monochromatycznej, jednej kamery trójkolorowej i kamery termowizyjnej, a wszystkie one działają w jednym systemie czasowym. W tym przypadku tak nie było. Kamera pracowała w osobnym systemie, kamera termowizyjna w osobnym i z tego powodu napotykały artefakty. Gdyby prędkość drona była nieco większa, spowodowałoby to bardzo silne zniekształcenia.
— Lecieli helikopterem, czy był to samolot?
— Nikt tutaj nie miał helikoptera. A raczej helikoptery zostały wystrzelone przez jeden z zespołów, ale była to funkcja czysto techniczna, mająca zapewnić komunikację w obszarze poszukiwań. Zawieszono na nich wzmacniacz LOR, który zapewniał łączność w promieniu 5 kilometrów.
W rezultacie wszystkie wyszukiwane tutaj samoloty są typu samolotu. Wiąże się to z własnymi problemami, ponieważ start i lądowanie nie jest łatwe. Na przykład wczorajsze warunki pogodowe nie pozwoliły zespołowi Nachodki na wystrzelenie drona. Ale powiedziałbym tak: dron, który mieli w służbie, nie pomógłby im w takiej formie, w jakiej jest teraz skonfigurowany.
„W półfinale chcieli używać drona wyłącznie do przekazywania informacji.
— Dron w Nachodce został stworzony do robienia zdjęć i ostrzegania. Jest latarnia, kamera termowizyjna i kamera kolorowa. Przynajmniej tak od nich usłyszałem. Wczoraj nawet tego nie rozpakowali. Przesyłka była nadal zapakowana w momencie dostawy. Ale nawet gdyby to dostali, prawdopodobnie by z tego nie skorzystali. Przyjęli zupełnie inną taktykę – szukali nogami.
Dziś chłopaki chcą zasiać w lesie latarnie i za ich pomocą znaleźć ludzi. To rozwiązanie podoba mi się najmniej. Mam ogromne wątpliwości, czy wtedy odbiorą 350 latarni morskich, które tu przywieźli. Albo raczej zmusimy ich do zbierania, ale nie jest faktem, że zbiorą wszystko. Najbardziej podobała mi się decyzja pierwszego zespołu, ponieważ wiązała się ona z całkowitą rezygnacją z sił lądowych.
- Tylko z tego powodu? W końcu, jeśli naprawdę zajmiesz tak duży obszar, może się to udać.
„Najprawdopodobniej zadziała, ale nie podobała mi się ani konfiguracja upuszczania, ani konfiguracja samych sygnalizatorów”.
— Została cegła dla Stratonautów.
— Stratonauci mają fajne rozwiązanie. Gdyby zrobili to tak, jak chcieli, odnieśliby sukces. Ale mieli też problemy z maszynami latającymi.
Mają system udostępniania grup wyszukiwania. Główny nacisk położony jest na mobilne siły lądowe. Wydawane są im latarnie, umożliwiające komunikację z grupami i łączność z latarniami naziemnymi w celu rozmieszczania grup poszukiwawczych we właściwych punktach i we właściwych kierunkach. Mają balony z przemiennikami, które zapewniają komunikację w okolicy. Mają naziemne latarnie stacjonarne, ale jest ich bardzo mało i sami przyznają, że zrobili je w ostatniej chwili, a dla nich nie jest to główna jednostka taktyczna - zrobili je na potrzeby testów. Jest ich sporo i nie wnieśli specjalnego wkładu w taktykę.
Główną taktyką było to, że każda wyszukiwarka w grupie miała swój osobisty tracker, który wraz z centralą był połączony w jedną sieć informacyjną. Widzą wyraźnie, kto jest w jakim miejscu. Czesanie odbywa się w czasie rzeczywistym, kierunek jest dostosowywany.
„Wszystko wygląda tak, jakbyś naprawdę chciał połączyć to w jedno”.
- Tak, absolutnie tak. Grigorij Siergiejew i ja szliśmy, on patrzy i mówi: „Cholera, co za fajna rzecz, chciałbym to mieć”, podchodzimy do innych, „Cholera, co za fajna rzecz, chciałbym to mieć”, dochodzimy do po trzecie: „Cholera, co za fajna rzecz”. Znalazłbym osobę tam i tam”.
Osobno są to rozwiązania dobre sektorowo w określonych warunkach. Jeśli je połączyć, otrzymamy bardzo dobry kompleks, który ma jedno pole komunikacyjne, istnieje rozmieszczenie systemu na duże odległości za pomocą balonów, istnieje system śledzenia i kontrolowania sił lądowych w czasie rzeczywistym, istnieją latarnie, które trafiają na wystarczająco duży zasięg i mogą Prawidłowe wykorzystanie i podział obszaru poszukiwań na sektory dają sygnał osobie, aby do nich poszła, a wtedy wszystko staje się kwestią technologii. Jest pogoda latająca - niektóre siły są używane, nie ma pogody latającej - inne, noc - jeszcze inne.
„Ale to wszystko jest katastrofalnie drogie”.
- Niektóre są drogie, inne nie.
— Na przykład jeden dron, który teraz startuje, prawdopodobnie kosztuje tyle samo, co Boeing.
- Tak, ich koszt jest dość wysoki. Ale musisz zrozumieć, że przy prawidłowym użyciu jest to zakup jednorazowy. Trzeba go kupić raz, a potem po prostu przewieźć po kraju i używać. Taka jednorazowa inwestycja w sprawne ręce posłuży dość długo, jeśli będzie odpowiednio konserwowana i eksploatowana.
— Czy przeglądając zgłoszenia do konkursu, było coś, co Ci się spodobało, ale nie dostało się do finału?
– Było tam mnóstwo zabawnych rzeczy.
– Jaka jest najzabawniejsza rzecz, jaką pamiętasz?
— Bardzo pamiętam bioradary zawieszone na balonie. Śmiałem się długo.
„Nawet strach zapytać, co to jest”.
— Rzecz w tym, że jest to naprawdę dobry sposób ustalania. Celem Bioradaru jest identyfikacja żywych obiektów biologicznych na tle wszystkiego innego, co jest odbijane. Zwykle stosuje się wibracje klatki piersiowej i puls. W tym celu wykorzystuje się radary o bardzo wysokiej częstotliwości o częstotliwości 100 GHz, które świecą z dość dużej odległości i oświetlają las na głębokość 150 na 200 metrów.
- Więc dlaczego to jest śmieszne?
— Bo to działa tylko wtedy, gdy jest zamontowane na stałe, a chcieli to powiesić na balonie. A oni mówią: „To jest obiekt nieruchomy”. Teraz patrzymy na balon, ciągle się trzęsie, a oni chcą na nim zawiesić coś, co trzeba mocno przykręcić do podłoża, bo inaczej obraz będzie taki, że w ogóle nic na nim nie będzie jasne.
Bardzo zabawne były także tekturowe drony.
— Kartonowe?
- Tak, tekturowe drony. To było bardzo śmieszne. Samolot sklejony z kartonu i pomalowany lakierem. Leciał tak, jak Bóg chciał. Chłopaki chcieli, żeby poleciał w jedną stronę, ale poleciał gdziekolwiek, ale nie we właściwym kierunku, aż w końcu się rozbił, oszczędzając sobie bólu.
„Latający bajgiel, który można przerobić na latającą kiełbasę” był bardzo zabawny – prawdziwy cytat z aplikacji. Z węża strażackiego pobiera się zewnętrzny oplot, usuwa się gumę, nadmuchuje się i tworzy długą rurę, skręconą z obu stron. Wiążą to razem i okazuje się, że jest to latający pączek, na którym wieszają kamerę. I że bajgla można łatwo zamienić w latającą kiełbasę – wszyscy się z kiełbasy śmiali. Dlaczego, dlaczego kiełbasa nie jest jasna, ale było bardzo zabawne.
— Słyszałem o kostkach, które stawia się na ziemi i odczytują wibracje i kroki.
- Tak, rzeczywiście, były takie rzeczy. Musisz zrozumieć, że rzecz jest całkiem funkcjonalna. Znam kilka komercyjnych produktów, które właśnie to robią. To sejsmograf dostosowany do zabezpieczeń, przeznaczony do systemów bezpieczeństwa obwodowego. Ale to jest używane wyłącznie w infrastrukturze krytycznej i instalacjach wojskowych. Wiem, że przepompownie gazu mają trzystopniowe systemy kontroli dostępu, z których pierwszym są sejsmografy.
– Brzmi całkiem obiecująco. Dlaczego nie?
„Faktem jest, że co innego chronić zamknięty obwód obiektu infrastruktury krytycznej o małej powierzchni, a co innego obsiać sejsmografami cały las. Ich zasięg jest bardzo krótki, a najważniejsze jest to, że ledwo można rozróżnić biegnącego dzika, biegnącego człowieka i biegnącego niedźwiedzia. Teoretycznie jest to oczywiście możliwe, jeśli poprawnie włączysz sprzęt, ale to znacznie komplikuje technikę, wydaje mi się, że istnieją znacznie prostsze metody.
Każdemu polecano awans do ćwierćfinału, każdemu polecano spróbować swoich sił. Ci, których tu widzimy, to ci, którym rzeczywiście udało się znaleźć ludzi. Pozostałych osób nie udało się odnaleźć, zatem rywalizacja, jak sądzę, jest w miarę obiektywna. Można na przykład ufać opinii ekspertów, nie można jej ufać, ale fakt pozostaje faktem – oni to znaleźli, albo nie.
Źródło: www.habr.com