Todos os anos, equipes de resgate procuram dezenas de milhares de pessoas desaparecidas em áreas selvagens. Das cidades, nossa capacidade tecnológica parece tão vasta que consegue lidar com qualquer tarefa. Parece que basta pegar uma dúzia de drones, acoplar uma câmera e um sensor térmico em cada um, equipá-los com uma rede neural e pronto – eles encontrarão qualquer pessoa em 15 minutos. Mas isso não é verdade.
Até agora, a tecnologia tem sido prejudicada por inúmeras limitações, e as equipes de resgate têm vasculhado vastas áreas com centenas de voluntários.
No ano passado, a fundação beneficente Sistema lançou o projeto Odyssey para desenvolver novas tecnologias de localização de pessoas. Centenas de engenheiros e designers participaram. Mas mesmo pessoas com conhecimento técnico e experiência, às vezes, não conseguiam perceber o quão impenetrável a floresta é para a tecnologia.
Em 2013, duas meninas, Alina Ivanova e Ayana Vinokurova, desapareceram na vila de Sinsk, na Iacútia. Uma operação de busca colossal foi iniciada: centenas de voluntários, equipes de resgate, mergulhadores e drones com imagens térmicas foram mobilizados. Imagens aéreas feitas por helicóptero foram divulgadas publicamente online. Mas o esforço foi insuficiente. O que aconteceu com as meninas permanece um mistério até hoje.
A Iacútia é vasta. Se fosse um país, estaria entre os dez maiores em área. Mas menos de um milhão de pessoas vivem nesta vasta taiga desabitada. Nesta vasta taiga desabitada, Nikolai Nakhodkin trabalhou para o Serviço de Resgate da Iacútia por 12 anos, nove dos quais como diretor. Quando as condições são extremamente difíceis e os recursos escassos, novas maneiras de encontrar pessoas precisam ser criadas. E como diz Nikolai, ideias não surgem de uma vida fácil.
Nikolay Nakhodkin
Desde 2010, o Serviço de Resgate da Iacútia utiliza drones. Trata-se de uma organização independente do Ministério de Situações de Emergência da Rússia, financiada pela própria república. Como não possui regulamentações tão rigorosas para equipamentos, o Ministério de Situações de Emergência começou a usar drones muito mais tarde. O serviço também conta com um grupo de pesquisa, cujos engenheiros entusiastas desenvolvem tecnologias aplicadas para os socorristas.
"Os métodos de busca existentes, utilizados pelo Ministério de Situações de Emergência, pelos serviços de resgate e por todas as agências de segurança pública, não mudaram desde a década de 30. Um rastreador segue o rastro e um cão ajuda a manter a trilha", explica Alexander Aitov, que liderou a equipe de pesquisa. "Se uma pessoa não é encontrada, uma aldeia inteira, duas ou três, se mobilizam na Iacútia. Todos se unem e vasculham as florestas. Cada hora conta quando se busca por uma pessoa viva, e o tempo está se esgotando rapidamente. É sempre curto. Quando a tragédia aconteceu em Sinsk, um grande número de pessoas e equipamentos foi mobilizado, mas sem sucesso. Situações semelhantes ocorrem durante as buscas na taiga deserta. Para remediar isso, surgiu a ideia de não encarar a pessoa desaparecida como um agente passivo, mas sim de aproveitar sua própria motivação para se salvar e sua sede ativa de viver."
Os engenheiros de resgate decidiram construir faróis de resgate com luz e som — dispositivos grandes, porém leves, que emitem um som alto e brilham por um longo período, atraindo a atenção dia e noite. Uma pessoa perdida que os encontrar encontrará água, biscoitos e fósforos — além de instruções para permanecer no local e aguardar o resgate.
Esses sinalizadores estão espaçados a três quilômetros um do outro, circundando a área aproximada de busca pela pessoa desaparecida. Eles emitem um som baixo, como o ronco de um carro, porque as altas frequências se propagam com muito menos eficiência na floresta. As pessoas resgatadas frequentemente pensavam que estavam seguindo o som de uma estrada ou de um grupo de turistas prestes a partir.
Os sinalizadores eram incrivelmente simples. Esta não foi a primeira vez que a equipe de pesquisa implementou soluções básicas, porém engenhosas.
Por exemplo, eles desenvolveram um traje flutuante para socorristas. A calça e a jaqueta parecem roupas de trabalho comuns, mas mantêm a pessoa flutuando na água. Em termos mais práticos, o traje tem duas camadas, com grânulos de espuma de poliuretano costurados na parte interna. Há também um desenvolvimento para mergulhadores que atuam em baixas temperaturas. Quando o ar comprimido se expande em temperaturas congelantes, as válvulas ficam cobertas de gelo, causando a asfixia da pessoa. Vários institutos não conseguiam encontrar uma solução para isso — desenvolveram materiais especiais, criaram aquecimento elétrico e implementaram todos os tipos de abordagens modernas.
Nossos caras resolveram o problema por 500 rublos. Eles passaram ar frio de um cilindro (e as pessoas ficam submersas a -57°C) por uma serpentina alimentada por uma garrafa térmica chinesa. O ar aquece e as pessoas podem ficar submersas e trabalhar lá dentro."
Mas os sinalizadores eram muito simples e careciam de muitas funcionalidades úteis. Durante as operações de busca, os socorristas tinham que percorrer distâncias enormes para verificar cada sinalizador. Se houvesse dez sinalizadores, isso significava que um socorrista tinha que percorrer 30 km pela taiga a cada 3-4 horas.
Em 2018, a fundação beneficente Sistema lançou o projeto Odyssey — uma competição para equipes utilizarem novas tecnologias na busca de maneiras inovadoras de resgatar pessoas desaparecidas na natureza. Nikolai Nakhodkin, Alexander Aitov e seus amigos decidiram participar, batizando sua equipe de "Nakhodka" e levando seu dispositivo simples para ser aperfeiçoado em competição com outros participantes.
Segundo o Ministério do Interior, quase 84.000 pessoas desapareceram na Rússia em 2017, e metade delas nunca foi encontrada. Em média, 100 pessoas participavam das buscas por cada pessoa desaparecida. Portanto, a missão do concurso Odyssey era "criar tecnologias que ajudem a encontrar pessoas desaparecidas na floresta sem meios de comunicação. Isso pode incluir dispositivos, sensores, drones, novas ferramentas de comunicação e qualquer outra coisa que a sua imaginação possa conceber."
"Uma das soluções mais inusitadas — ou até mesmo criativas — seria um dirigível equipado com um sistema de biorradar. No entanto, a equipe não tinha um protótipo, então se limitou a apresentar sua ideia", diz o especialista em competições Maxim Chizhov.
Outra equipe decidiu usar um sensor sísmico — um dispositivo capaz de detectar passos humanos em meio às vibrações do solo e indicar sua direção. O protótipo chegou a encontrar um figurante para representar o "perdido" (como os participantes o chamavam carinhosamente), mas a equipe não foi longe na competição.
Em junho de 2019, após várias sessões de treinamento nas florestas das regiões de Leningrado, Moscou e Kaluga, as 19 melhores equipes avançaram para as semifinais. Elas tinham a missão de encontrar dois objetos extras em menos de duas horas, dentro de uma área de 4 quilômetros quadrados. Um deles estava se movendo pela floresta, enquanto o outro estava parado em um local. Cada equipe tinha duas tentativas para encontrar o objeto extra.
Uma das equipes semifinalistas queria criar um enxame de drones que voaria sob a copa das árvores, controlado por inteligência artificial, determinando a direção do movimento, contornando os troncos e evitando galhos e gravetos. Usando IA, analisaria o ambiente ao redor e detectaria humanos.
Mas essa solução ainda está longe de ser implementada de forma funcional. Acho que levará cerca de um ano para que funcione, mesmo em condições de teste", diz Maxim Chizhov.
A equipe de busca "ALB-search" esteve perto do sucesso. Eles tinham um alto-falante a bordo conectado a um rádio, um microfone que podia ouvir a área ao redor, uma câmera e um computador com inteligência artificial e uma rede neural treinada que processava as imagens da câmera em tempo real para detectar possível presença humana.
"O operador poderia analisar não milhares de imagens, o que é fisicamente impossível, mas dezenas ou até mesmo apenas algumas, e então tomar uma decisão: se deve alterar a rota do drone, se é necessário um drone adicional para reconhecimento ou se uma equipe de busca deve ser enviada imediatamente."
Mas a maioria das equipes enfrentou problemas semelhantes: as tecnologias não estavam adaptadas às condições reais da floresta.
O sistema de visão computacional em que muitos confiavam funcionou em testes realizados em parques e florestas esparsas, mas mostrou-se inútil em florestas densas.
A termografia, utilizada por cerca de um terço das equipes, também se mostrou ineficaz. No verão — época em que a maioria das pessoas desaparece — a folhagem aquece tanto que se transforma em um ponto quente constante. É mais fácil realizar buscas durante um curto período noturno, mas ainda existem muitos pontos quentes — tocos de árvores aquecidos, animais e muito mais. Uma câmera poderia ter sido útil para verificar locais suspeitos, mas é de pouca utilidade à noite.
Além disso, câmeras termográficas se mostraram difíceis de obter. "Infelizmente, devido às restrições impostas pela UE e outros países, boas câmeras termográficas não estão disponíveis na Rússia", disse Alexey Grishaev, da equipe de Vershina, que dependia dessa tecnologia.
"As câmeras termográficas disponíveis no mercado possuem uma saída digital com uma taxa de quadros de 5 a 6 quadros por segundo e uma saída de vídeo analógica adicional com alta taxa de quadros, mas baixa qualidade de imagem. Finalmente, encontramos uma câmera termográfica chinesa muito boa. Tivemos sorte, pode-se dizer — havia apenas uma desse tipo em Moscou. Mas ela exibia as imagens apenas em um monitor pequeno, o que dificultava a visualização."
A maioria das equipes usou a saída de vídeo. Nossa equipe conseguiu refinar o modelo e produzir imagens digitais de alta qualidade a 30 quadros por segundo. O resultado é uma câmera termográfica de altíssima qualidade. Talvez apenas os modelos militares sejam melhores.
Mas mesmo esses problemas eram apenas o começo. Durante o curto período em que o drone sobrevoou a área de busca, suas câmeras e termovisores coletaram dezenas de milhares de imagens. Transmiti-las para o local da busca era impossível — não havia internet nem sinal de celular na floresta. Então, o drone retornou ao local da busca e as imagens foram baixadas de sua mídia de armazenamento, um processo que levou pelo menos meia hora. O volume de material resultante era tão grande que seria fisicamente impossível analisá-lo em poucas horas. Nessa situação, a equipe de Vershina utilizou um algoritmo especial que identificou imagens contendo anomalias térmicas. Isso reduziu o tempo de processamento de dados.
"Percebemos que nem todas as equipes que vieram para as provas de qualificação entenderam o que era uma floresta. Que os sinais de rádio se propagam de forma diferente na floresta e se perdem com bastante facilidade", anunciou Maxim Chizhov na coletiva de imprensa. "Também vimos a surpresa das equipes quando a conexão foi perdida a apenas um quilômetro e meio do ponto de partida. Para alguns, a falta de sinal de internet acima da floresta foi uma surpresa. Mas essa é a realidade. Esta é a floresta onde as pessoas se perdem."
A tecnologia baseada em sinalizadores de luz e som provou ser bem-sucedida. Quatro equipes avançaram para a final, três das quais utilizaram essa solução. Entre elas estava a equipe "Nakhodka", da Iacútia.
"Quando vimos essa selva de Moscou, percebemos imediatamente que não havia utilidade para drones ali. Cada instrumento tem sua finalidade, e os drones são bons para mapear grandes espaços abertos", diz Alexander Aitov.
Nas semifinais, a equipe havia se reduzido a apenas três pessoas, que percorreram a floresta a pé e instalaram sinalizadores na área de busca. Enquanto muitos resolviam problemas de engenharia, Nakhodka trabalhava como socorrista. "Você não pode adotar uma mentalidade agrária, em que simplesmente cobre uma área. Você precisa agir como um socorrista, se colocar no lugar da pessoa desaparecida e descobrir a direção aproximada para onde ela pode estar indo e quais caminhos ela pode ter tomado."
Mas, a essa altura, os sinalizadores Nakhodka já não eram tão simples quanto haviam sido alguns anos antes na Iacútia. Com a ajuda de financiamento da Sistema, os engenheiros da equipe desenvolveram tecnologia de comunicação por rádio. Agora, quando uma pessoa encontra um sinalizador, basta pressionar um botão e os socorristas recebem imediatamente um sinal, sabendo exatamente em qual sinalizador a pessoa desaparecida estará esperando. O drone não é necessário para a busca, mas sim para lançar um repetidor de sinal de rádio e aumentar o alcance do sinal de ativação dos sinalizadores.
Outras duas equipes desenvolveram sistemas de busca completos usando balizas sonoras. Por exemplo, a equipe de resgate do MMS criou uma rede de balizas portáteis, cada uma funcionando como um repetidor, permitindo a transmissão de um sinal de ativação mesmo quando o contato direto por rádio com a central de busca é perdido.
"Somos um grupo de entusiastas que assumiu essa tarefa pela primeira vez", dizem eles. "Já trabalhamos em outras áreas — tecnologia, TI — e temos especialistas da indústria espacial. Nos reunimos, fizemos um brainstorming e decidimos desenvolver essa solução. Os principais critérios foram baixo custo e facilidade de uso, para que as pessoas pudessem começar a usá-la sem treinamento."
Outra equipe, a "Stratonauts", usou uma solução semelhante para encontrar um socorrista mais rápido do que qualquer outra. Eles desenvolveram um aplicativo especial que rastreava a posição do drone, a localização dos transmissores e a localização de todos os socorristas. O drone que entregou os transmissores também serviu como repetidor para todo o sistema, garantindo que os sinais dos transmissores não se perdessem na floresta.
"Não foi fácil. Um dia, ficamos bastante encharcados. Dois dos nossos homens entraram na floresta através da área alagada e perceberam que aquilo estava longe de ser um piquenique. Mas, cansados e satisfeitos, voltamos — conseguimos encontrar alguém nas duas tentativas em apenas 45 minutos", conta Stanislav Yurchenko, de Stratonavty.
"Utilizamos drones para posicionar beacons no centro da zona, garantindo cobertura máxima. Um drone pode transportar um beacon por voo. Leva tempo, mas é mais rápido do que um humano. Usamos drones DJI Mavic pequenos e compactos — um beacon do tamanho aproximado de um Mavic. Esse é o máximo que ele pode transportar, mas é economicamente viável. Claro, gostaríamos de encontrar uma solução totalmente autônoma. Usando IA, para que o drone possa escanear a floresta e determinar os pontos de entrega. Atualmente, temos um operador, mas depois de um quilômetro, sem equipamentos adicionais, a conexão é perdida. Portanto, trabalharemos em outra solução na próxima etapa."
Mas nenhuma equipe encontrou o homem imobilizado e, o mais importante, não conseguiram descobrir como fazê-lo. Teoricamente, a única equipe com alguma chance de encontrá-lo era a equipe "Vershina", que, apesar de todas as dificuldades, conseguiu localizar o homem e avançar para a final usando uma câmera termográfica.
"Inicialmente, tivemos a ideia de usar dois drones de asa fixa", explica Alexey Grishaev, da Vershina. "Desenvolvemos esses drones para determinar a composição atmosférica e ainda temos o objetivo de criar um VANT (Veículo Aéreo Não Tripulado) capaz de operar em todas as condições climáticas. Decidimos testá-los nesta competição. Cada VANT atinge uma velocidade de 90 a 260 km/h. A alta velocidade e as características aerodinâmicas exclusivas dos drones permitem buscas em todas as condições climáticas e possibilitam a varredura rápida de uma determinada área."
A vantagem desses drones é que eles não caem quando o motor desliga, mas continuam planando e pousam de paraquedas. A desvantagem é que eles não são tão manobráveis quanto os quadricópteros.
O drone principal da Vershina está equipado com uma câmera termográfica e uma câmera fotográfica de alta resolução modificada pela equipe, enquanto o segundo drone possui apenas uma câmera fotográfica. O drone principal está equipado com um microcomputador que, utilizando um software desenvolvido pela equipe, detecta automaticamente anomalias térmicas e envia suas coordenadas juntamente com imagens detalhadas de ambas as câmeras. "Dessa forma, não precisamos revisar todas as filmagens pessoalmente, que, para contextualizar, chegam a cerca de 12.000 imagens por hora de voo."
Mas a equipe havia desenvolvido a tecnologia da aeronave recentemente e ainda apresentava muitos problemas — com o sistema de lançamento, o paraquedas e o piloto automático. "Tínhamos medo de levá-la para testes — ela poderia simplesmente cair. Queríamos evitar quaisquer complicações técnicas. Então, optamos por uma solução clássica — o DJI Matrice 600 Pro."
Apesar de todas as dificuldades que levaram muitos a abandonar câmeras e imagens térmicas, Vershina conseguiu encontrar uma alternativa. Isso exigiu muito trabalho, primeiro com a câmera termográfica e depois com os próprios métodos de busca.
Durante três meses, a equipe testou uma tecnologia que permitia a uma câmera termográfica escanear o solo entre as copas das árvores. "Houve um pouco de sorte envolvida, porque o percurso dos figurantes passava por florestas tão densas que nenhuma câmera termográfica conseguiria enxergar nada. E se alguém se cansasse e se sentasse em algum lugar embaixo de um pinheiro, seria impossível encontrá-lo."
Desde o início, decidimos não vasculhar toda a floresta com nossos drones. Em vez disso, optamos por procurar o homem sobrevoando clareiras, brejos e áreas abertas. Cheguei cedo para analisar o terreno e, usando todos os mapas online disponíveis, tracei rotas para os drones apenas sobre as áreas onde, teoricamente, uma pessoa poderia ser vista.
Segundo Alexey, usar vários drones em um único sistema é muito caro (um único drone com a tecnologia de busca embarcada custa mais de 2 milhões de rublos), mas será necessário no final das contas. Ele acredita que isso oferece uma chance de detectar alguém imóvel. "Inicialmente, queríamos procurar especificamente por uma pessoa deitada. Pensávamos que encontraríamos alguém se mexendo de qualquer maneira. Mas as equipes com beacons só procuraram por pessoas em movimento."
Perguntei a Alexander Aitov, da equipe Nakhodka, se eles achavam que todos já tinham enterrado a pessoa imóvel. Afinal, os beacons são inúteis para eles.
Ele parou para pensar. Parecia-me que todas as outras equipes discutiam os desafios de engenharia com sorrisos e um brilho nos olhos. Os rapazes da MMS Rescue brincaram que um transmissor de emergência que caísse poderia atingir uma pessoa deitada no chão. Os "Estratonautas" admitiram que essa era uma tarefa assustadora para a qual ainda não tinham soluções. E o socorrista de Nakhodka falou, ao que me pareceu, com uma mistura de tristeza e esperança:
"Uma menina de três anos e meio desapareceu na taiga. Ela passou doze dias lá, e uma grande operação de busca durou dez dias. Quando a encontraram, ela estava deitada na grama, praticamente invisível de cima. Só a encontraram por meio de uma operação de busca minuciosa."
Se houvesse sinalizadores... aos três anos e meio, uma criança já está bem consciente. E talvez ela tivesse se aproximado dele e apertado o botão. Acho que algumas vidas teriam sido salvas.
— E ela foi salva?
— Ela, sim.
No outono, as quatro equipes restantes viajarão para a região de Vologda, onde enfrentarão uma tarefa muito mais desafiadora: encontrar uma pessoa em um raio de 10 quilômetros. Isso corresponde a mais de 300 quilômetros quadrados. Em condições onde um drone tem um tempo de voo de meia hora, a visibilidade é prejudicada pela copa das árvores e a comunicação desaparece em um raio de um quilômetro. De acordo com Maxim Chizhov, nenhum protótipo está ainda pronto para tais condições, embora ele acredite que todos tenham uma chance. Grigory Sergeev, presidente da equipe de busca e resgate Liza Alert, acrescenta:
"Hoje, estamos prontos para usar algumas das tecnologias que vimos, e elas serão eficazes. E eu encorajo todos, participantes e não participantes, a testarem essas tecnologias! Venham procurar conosco! E então não será mais segredo que a floresta é opaca aos sinais de rádio e que a termografia não consegue enxergar através das copas das árvores. Meu maior sonho é encontrar mais pessoas com menos recursos."
Fonte: habr.com
