Há poucos dias terminou a competição Odyssey, na qual equipes de engenharia buscavam a melhor tecnologia para encontrar pessoas desaparecidas na floresta. No verão eu falei sobre , e postei ontem .
Os organizadores estabeleceram uma tarefa colossalmente difícil - encontrar duas pessoas em uma área de 314 km2 em 10 horas. Houve ideias diferentes, mas (spoiler) ninguém conseguiu. Um dos especialistas técnicos da competição foi Nikita Kalinovsky. Discuti com ele os participantes, suas decisões e também perguntei quais outras ideias foram lembradas ao longo de todas as etapas da competição.
Se você já leu a cobertura do final, verá algumas falas aqui também. Esta é apenas a entrevista completa com edição mínima.
Se você não leu mais de um artigo desta série, recontarei brevemente o contexto.
Em episódios anterioresA Fundação AFK Sistema lançou o concurso Odyssey para encontrar formas de introduzir tecnologia moderna na busca por pessoas que estão perdidas na selva sem meios de comunicação. Das 130 equipes, quatro equipes chegaram à final - só elas conseguiram encontrar pessoas em uma floresta com área de 4 km2 duas vezes seguidas.
A equipe Nakhodka, fundada por veteranos do Serviço de Resgate Yakutia. São motores de busca com vasta experiência em condições florestais reais, mas talvez a equipe menos avançada em termos de tecnologia. A solução deles é um grande farol sonoro que, usando uma configuração de sinal especial, é claramente audível a uma distância de até um quilômetro e meio. Uma pessoa chega ao som e manda um sinal para os socorristas do farol. O truque não está tanto na tecnologia, mas nas táticas de seu uso. Os engenheiros de busca usam um mínimo de faróis para isolar o perímetro de busca e, gradualmente, estreitando-o, encontrar a pessoa.
A equipe Vershina é exatamente o oposto de Nakhodka. Os engenheiros dependem inteiramente da tecnologia e não utilizam forças terrestres. A solução são drones equipados com termovisores, câmeras e alto-falantes customizados. A busca entre as filmagens também é feita por algoritmos, e não por pessoas. Apesar do ceticismo de muitos especialistas sobre a inutilidade dos termovisores e o baixo nível dos algoritmos, Vershina várias vezes encontrou pessoas tanto nas semifinais quanto nas finais (mas não as que precisavam).
Stratonauts e MMS Rescue são duas equipes que utilizam uma ampla gama de soluções. Balizas sonoras, balões para estabelecer comunicação no território, drones com fotografia e rastreadores de busca em tempo real. Os Stratonauts foram os melhores nas semifinais porque encontraram os desaparecidos mais rápido.
Os faróis sonoros tornaram-se a solução mais eficaz e difundida, mas com a ajuda deles só conseguem encontrar uma pessoa que seja capaz de se mover. Uma pessoa deitada quase não tem chance. Parece que a melhor forma de procurá-lo é com um termovisor, mas o termovisor não consegue ver nada através das copas e também tem dificuldade em distinguir pontos de calor de pessoas de todos os outros objetos na floresta. Fotografia, algoritmos e redes neurais são tecnologias promissoras, mas até agora apresentam desempenho insatisfatório. Também existiam tecnologias exóticas, mas cada uma delas tinha mais limitações do que vantagens.
— O que você faz fora da competição?
— Grupo de Empresas INTEC, Tomsk. A área principal é design industrial, desenvolvimento de eletrônica e software, incluindo software embarcado. Temos nosso próprio pequeno piloto e produção em pequena escala, ajudamos a levar o produto da ideia à produção em massa. Um dos nossos projetos mais famosos é o projeto “NIMB”, que desenvolvemos desde 2015. Em 2018, recebemos o Red Dot Design Award por este projeto. Este é um dos prêmios de maior prestígio no mundo do design industrial.
-O que essa coisa faz?
— Este é um anel de segurança, um botão de alarme que o usuário pressiona quando ocorre um evento alarmante. Parece um anel de dedo comum. Na parte inferior há um botão, dentro há um módulo Bluetooth para comunicação com smartphone, um micromotor elétrico para indicação tátil, uma bateria e um LED de três cores. A base contém uma placa rígida-flexível combinada. A parte principal do corpo é de metal, a tampa é de plástico. Este é um projeto bastante conhecido. Em 2017, arrecadaram cerca de 350 mil dólares no Kickstarter.
- Como você gosta daqui? As equipes estão correspondendo às expectativas?
— Em algumas equipes, as pessoas têm ampla experiência em busca, estiveram na floresta mais de uma vez e realizaram tais eventos mais de uma vez. Eles entendem bem como encontrar uma pessoa em condições reais, mas têm muito pouco conhecimento de tecnologia. Em outras equipes, os caras são muito versados em tecnologia, mas não têm absolutamente nenhuma ideia de como se mover pela floresta no verão, inverno e outono.
— Não existe meio-termo?
- Ainda não vi isso nenhuma vez. A opinião geral de todos os especialistas é esta: se você unir todas as equipes, forçá-las a uma única colaboração, forçá-las a combinar soluções, tirar o melhor de cada uma e implementar, você terá um complexo muito legal. Naturalmente, ele precisa ser finalizado, levado a um estado de produto são e levado à forma final comercializável. No entanto, esta será uma solução muito legal que pode realmente ser usada e que realmente salvará a vida das pessoas.
Mas individualmente, cada uma das soluções não é totalmente eficaz. Em algum lugar não há capacidade suficiente para todos os climas, em algum lugar não há disponibilidade suficiente 24 horas por dia, alguns não procuram pessoas inconscientes. Você sempre precisa ter uma abordagem abrangente e, o mais importante, sempre precisa entender que existe uma certa teoria de busca de pessoas e o complexo deve corresponder a essa teoria.
Agora as soluções são grosseiras. Aqui você pode ver duas classes de projetos: a primeira são sistemas muito simples e muito confiáveis que funcionam. Aqueles sinalizadores sonoros que os caras de Yakutia trouxeram, a equipe Nakhodka, são um dispositivo único. É claro que foi feito por pessoas com vasta experiência. Tecnicamente é muito simples, é um sinal pneumático comum com um módulo LoRaWAN e uma rede MESH implantada nele.
— O que há de tão único nisso?
“Pode ser ouvido a um quilômetro e meio de distância, na floresta.” Muitos outros não experimentam esse efeito, embora o nível de volume seja aproximadamente o mesmo para todos. Mas uma frequência e configuração corretamente selecionadas do sinal pneumático fornecem tais resultados. Eu pessoalmente gravei o som a uma distância de cerca de 1200 metros, com uma compreensão muito boa de que se tratava realmente do som de um sinal e da direção em direção a ele. Em condições do mundo real, isso funciona muito bem.
— Ao mesmo tempo, parece o menos avançado tecnologicamente.
- Isto é verdade. São feitos de um pedaço de tubo de PVC e são a solução mais simples, confiável e muito eficaz. Mas com suas limitações. Não podemos usar esses dispositivos para encontrar uma pessoa inconsciente.
— Segunda turma de projetos?
- A segunda classe são soluções técnicas complexas que implementam vários modelos de pesquisa específicos - pesquisa usando termovisores, combinando imagens térmicas e imagens tricolores, drones, etc.
Mas lá é tudo muito cru. Redes neurais são usadas em alguns lugares. Eles são implantados em computadores pessoais, em placas Nvidia Jetson e nas próprias aeronaves. Mas tudo isso ainda é inexplorado. E como a prática tem mostrado, o uso de algoritmos lineares nessas condições funcionou de forma muito mais eficaz do que redes neurais. Ou seja, identificar uma pessoa por um ponto na imagem de um termovisor, por meio de algoritmos lineares, pela área e formato do objeto, deu um efeito muito maior. A rede neural não encontrou praticamente nada.
- Porque não havia nada para ensinar a ela?
— Alegaram que ensinavam, mas os resultados foram extremamente controversos. Nem mesmo os polêmicos - quase não houve. As redes neurais não apareceram aqui. Há uma suspeita de que eles foram ensinados incorretamente ou ensinados a coisa errada. Se as redes neurais forem aplicadas corretamente nessas condições, provavelmente darão bons resultados, mas é necessário entender toda a metodologia de pesquisa.
— Dizem que as redes neurais são promissoras. Se você os fizer bem, eles funcionarão. Pelo contrário, dizem sobre um termovisor que ele é inútil em qualquer caso.
“Mesmo assim, o fato foi registrado. O termovisor realmente procura pessoas. Assim como no caso das redes neurais, devemos entender que estamos falando de ferramentas. Se pegarmos um microscópio, examinaremos pequenos objetos. Se estivermos martelando um prego, é melhor não usar um microscópio. O mesmo acontece com um termovisor e redes neurais. Um instrumento devidamente configurado, utilizado corretamente nas condições certas, dá um bom resultado. Se usarmos a ferramenta no lugar errado e da maneira errada, é natural que não obtenhamos o resultado.
- Bem, como você pode usar um termovisor se dizem aqui que até um toco podre dá mais calor do que uma avó desaparecida?
- Não mais. Eles verificaram, olharam - nada mais. A pessoa tem um padrão claro. Você precisa entender que uma pessoa é um objeto muito específico. Além disso, em diferentes épocas do ano, são objetos diferentes. Se estamos falando de verão, então esta é uma pessoa com uma camiseta leve ou uma camiseta ou uma camisa que brilha com um ponto poderoso no termovisor. Se falamos de outono, de inverno, então vemos uma cabeça coberta por um capuz com o resto de um traço de calor que sai de baixo do capuz ou de baixo do chapéu, mãos luminosas - todo o resto está escondido pelas roupas.
Portanto, uma pessoa pode ser vista claramente através de um termovisor, eu vi com meus próprios olhos. Outra coisa é que javalis, alces e ursos são igualmente visíveis e precisamos filtrar com muita clareza o que observamos. Definitivamente, você não pode sobreviver apenas com um termovisor; você não pode simplesmente pegá-lo, apontar para um termovisor e dizer que ele resolverá todos os nossos problemas. Não, deve haver um complexo. O complexo deverá incluir uma câmera tricolor que forneça uma imagem colorida ou monocromática retroiluminada com LEDs. Deve vir com algo extra, porque o próprio termovisor apenas produz manchas.
— Dos times que estão na final, quem é o mais legal?
— Para ser sincero, não tenho favoritos. Posso atirar um tijolo sólido em qualquer um. Digamos apenas que gostei muito da decisão da primeira equipe Vershina. Eles tinham apenas um termovisor e uma câmera tricolor. Gostei da ideologia. Os caras fizeram buscas por meios técnicos sem envolver forças terrestres, não tinham nenhuma equipe móvel, fizeram buscas apenas com drones, mas encontraram gente. Não direi se encontraram ou não quem precisavam, mas encontraram pessoas e encontraram animais. Se compararmos as coordenadas de um objeto em um termovisor e de um objeto em uma câmera tricolor, seremos capazes de identificar o objeto e determinar se há uma pessoa ali.
Tenho dúvidas sobre a implementação, a sincronização do termovisor e da câmera foi feita de forma descuidada, praticamente não estava lá. O ideal é que o sistema tenha um par estéreo, uma câmera monocromática, uma câmera tricolor e um termovisor, e todos funcionem em um único sistema de tempo. Este não era o caso aqui. A câmera funcionava em um sistema separado, o termovisor em outro, e eles encontraram artefatos por causa disso. Se a velocidade do drone fosse um pouco maior, teria causado distorções muito fortes.
— Eles voaram de helicóptero ou havia avião?
— Ninguém aqui tinha helicóptero. Ou melhor, os helicópteros foram lançados por uma das equipes, mas esta era uma função puramente técnica para garantir a comunicação na área de busca. Um repetidor LOR foi pendurado neles e fornecia comunicação em um raio de 5 quilômetros.
Como resultado, todas as aeronaves de busca aqui são do tipo aeronave. Isto traz consigo os seus próprios problemas, porque a descolagem e a aterragem não são fáceis. Por exemplo, ontem as condições meteorológicas não permitiram que a equipe Nakhodka lançasse seu drone. Mas eu diria o seguinte: o drone que eles tinham em serviço não os teria ajudado na forma como está configurado agora.
“Nas semifinais, eles queriam usar o drone apenas para retransmissão.
— O drone em Nakhodka foi feito para filmagem e alerta de foto-vídeo. Há um farol, uma câmera de imagem térmica e uma câmera colorida. Pelo menos foi o que ouvi deles. Eles nem desempacotaram ontem. Ainda estava embalado quando foi entregue. Mas mesmo que conseguissem, provavelmente não o usariam. Eles tinham uma tática completamente diferente - procuravam com os pés.
Hoje a galera quer semear faróis na floresta e usá-los para encontrar gente. Esta é a solução que menos gosto. Tenho grandes dúvidas de que depois recolham os 350 faróis que trouxeram para cá. Ou melhor, vamos obrigá-los a recolher, mas não é verdade que vão recolher tudo. Gostei mais da decisão da primeira equipe porque envolveu um abandono total das forças terrestres.
- Só por causa disso? Afinal, se você realmente pegar uma área tão grande em quantidade, pode funcionar.
“Provavelmente funcionará, mas não gostei nem da configuração de drop nem da configuração dos próprios beacons.”
— Sobrou um tijolo para os estratonautas.
— Os estratonautas têm uma solução legal. Se tivessem feito do jeito que queriam, teriam conseguido. Mas eles também tiveram problemas com máquinas voadoras.
Eles têm um sistema para fornecer grupos de pesquisa. A ênfase principal está nas forças terrestres móveis. São emitidos balizas, dotadas de comunicação com grupos e comunicação com balizas terrestres para implantação de grupos de busca nos pontos certos e nas direções certas. Eles possuem balões com repetidores que fornecem comunicações na área. Eles têm faróis estacionários terrestres, mas são muito poucos, e eles próprios admitem que os fizeram no último momento, e para eles esta não é a unidade tática principal - eles os fizeram para testar. Existem alguns deles e não deram uma contribuição especial para a tática.
A principal tática era que cada mecanismo de busca do grupo tivesse seu próprio rastreador pessoal, que se unia em uma única rede de informações junto com a sede. Eles podem ver claramente quem está em que lugar. A penteação é realizada em tempo real, a direção é ajustada.
“Tudo parece que você realmente deseja combiná-lo em um só.”
- Sim, absolutamente. Grigory Sergeev e eu caminhamos, ele olha e diz: “Droga, que coisa legal, eu gostaria de ter isso”, chegamos aos outros, “Droga, que coisa legal, eu gostaria de ter isso”, chegamos a um terceiro, “Caramba, que coisa legal.”, eu teria encontrado uma pessoa ali e ali.”
Separadamente, são boas soluções sectoriais para determinadas condições. Se você combiná-los, obtém-se um complexo muito bom, que possui um único campo de comunicações, há um desdobramento do sistema de longo alcance por meio de balões, existe um sistema de rastreamento e controle de forças terrestres em tempo real, há balizas que atingem um alcance suficientemente longo e podem O uso correto e a divisão da área de busca em setores dão um sinal para a pessoa ir até eles, e aí tudo vira uma questão de tecnologia. Há tempo de vôo - algumas forças são usadas, não há tempo de vôo - outras, noite - outras ainda.
“Mas é tudo catastroficamente caro.”
— Alguns são caros, outros não.
— Por exemplo, um drone que está decolando agora provavelmente custa tanto quanto um Boeing.
- Sim, o custo deles é bastante alto. Mas você precisa entender que, se usado corretamente, esta é uma compra única. Você precisa comprá-lo uma vez e depois transportá-lo pelo país e usá-lo. Esse investimento único em mãos capazes durará bastante tempo se for mantido e operado adequadamente.
— Quando você olhou as inscrições para o concurso, houve alguma coisa que você gostou, mas não chegou à final?
— Tinha muita coisa engraçada lá.
— Qual é a coisa mais engraçada que você lembra?
— Lembro-me muito dos bioradares suspensos no balão. Eu ri por muito tempo.
“É até assustador perguntar o que é.”
— O truque é que esta é uma maneira muito boa de determinar. O Bioradar visa identificar objetos vivos biológicos no contexto de tudo o mais que é refletido. Geralmente são usados vibração e pulso torácico. Para isso, são utilizados radares de altíssima frequência de 100 GHz, que brilham a uma distância bastante boa e iluminam a floresta a uma profundidade de 150 por 200 metros.
- Por que é engraçado então?
— Porque essa coisa só funciona quando está instalada permanentemente, e eles queriam pendurá-la num balão. E eles dizem: “este é um objeto estacionário”. Agora estamos olhando para o balão, ele está tremendo constantemente, e eles querem pendurar nele uma coisa que deve ser bem parafusada no chão, senão a imagem será tal que nada ficará claro nela.
Drones de papelão também eram muito engraçados.
— De papelão?
- Sim, drones de papelão. Foi muito engraçado. Um avião colado em papelão e pintado com verniz. Ele voou como Deus quis. Os caras queriam que ele voasse em uma direção, mas ele voou para qualquer lugar, menos na direção certa, e no final caiu, evitando a dor.
O “bagel voador que pode ser reconfigurado em uma salsicha voadora” foi muito engraçado – uma citação real do aplicativo. A trança externa da mangueira de incêndio é retirada, a borracha é retirada, ela é inflada e vira um longo tubo, torcido dos dois lados. Eles amarram e descobrem que é um donut voador no qual penduram uma câmera. E que um bagel pode ser facilmente transformado em uma linguiça voadora - todos riram da linguiça. Por que, por que a salsicha não está clara, mas foi muito engraçado.
— Ouvi falar de cubos que são colocados no chão e leem vibrações e passos.
- Sim, de fato, existiam essas coisas. Você tem que entender que a coisa é bastante funcional. Conheço vários produtos comerciais que fazem exatamente isso. Este é um sismógrafo ajustado para segurança para sistemas de segurança perimetral. Mas isso é usado exclusivamente para infraestruturas críticas e instalações militares. Eu sei que as estações de bombeamento de gás possuem sistemas de controle de acesso de três níveis, o primeiro dos quais são os sismógrafos.
— Parece meio promissor. Por que não então?
“O fato é que uma coisa é proteger o perímetro fechado de uma instalação de infraestrutura crítica com uma área pequena, e outra coisa é semear toda a floresta com esses sismógrafos. O seu alcance é muito curto e o mais importante é que dificilmente se consegue distinguir entre um javali correndo, um homem correndo e um urso correndo. Teoricamente é possível, claro, se você ligar o hardware corretamente, mas isso complica muito a técnica, existem métodos muito mais simples, me parece.
Todos foram recomendados para ir às quartas de final, todos foram recomendados para tentar a sorte. Aqueles que vemos aqui são aqueles que realmente conseguiram encontrar pessoas. Todas as outras pessoas não foram encontradas, então a competição, me parece, é bastante objetiva. Você pode, por exemplo, confiar na opinião de especialistas, mas não pode confiar, mas o fato permanece: eles encontraram ou não encontraram.
Fonte: habr.com