Todos os anos, equipes de resgate procuram dezenas de milhares de pessoas desaparecidas na natureza. Das cidades, nosso poder tecnológico parece tão enorme que dá conta de qualquer tarefa. Parece que é preciso pegar uma dúzia de drones, anexar uma câmera e um termovisor a cada um, conectar uma rede neural e pronto - ele encontrará qualquer um em 15 minutos. Mas isso não é verdade.
Até agora, a tecnologia enfrenta muitas limitações e as equipas de resgate estão a vasculhar grandes áreas com centenas de voluntários.
No ano passado, a fundação de caridade Sistema lançou o projeto Odyssey para encontrar novas tecnologias para pesquisar pessoas. Centenas de engenheiros e designers participaram. Mas mesmo as pessoas experientes e com conhecimento de tecnologia às vezes não percebem o quão impenetrável a floresta é para a tecnologia.
Em 2013, duas meninas, Alina Ivanova e Ayana Vinokurova, desapareceram na aldeia de Sinsk, em Yakutia. Enormes forças foram mobilizadas para procurá-los: equiparam centenas de voluntários, equipas de resgate, mergulhadores e drones com câmaras termográficas. As imagens do helicóptero foram divulgadas para que todos pudessem ver as gravações na internet. Mas não havia força suficiente. O que aconteceu com as meninas ainda é desconhecido.
Yakutia é enorme. Se fosse um estado, estaria entre os dez maiores em área. Mas menos de um milhão de pessoas vivem neste território gigantesco. Em uma taiga deserta e sem fim, Nikolai Nakhodkin trabalhou por 12 anos no Serviço de Resgate de Yakutia, 9 dos quais como líder. Quando as condições estão piores do que nunca e os recursos são escassos, temos de encontrar novas formas de encontrar pessoas. E como diz Nikolai, as ideias não vêm de uma vida boa.
Nikolai Nakhodkin
Desde 2010, o Serviço de Resgate Yakutia utiliza drones. Esta é uma organização separada do Ministério de Situações de Emergência da Federação Russa, financiada pela própria república. Não existem regulamentações tão rígidas para equipamentos, então o Ministério de Situações de Emergência começou a usar drones muito mais tarde. Há também um grupo científico dentro do serviço, onde engenheiros entusiasmados desenvolvem tecnologias aplicadas para socorristas.
“Os métodos de busca existentes que o Ministério de Situações de Emergência, os serviços de resgate e todos os tipos de agências de aplicação da lei não mudaram desde os anos 30. O rastreador segue a trilha, o cachorro ajuda a não se perder”, diz Alexander Aitov, que era o líder do grupo científico. “Se uma pessoa não for encontrada, uma aldeia inteira, duas, três, surge em Yakutia. Todos se unem e vasculham as florestas. Para procurar uma pessoa viva, cada hora é importante e o tempo está se esgotando rapidamente. Nunca é suficiente. Quando aconteceu a tragédia em Sinsk, muitas pessoas e equipamentos estiveram envolvidos, mas sem resultados. Situações semelhantes acontecem durante buscas na taiga deserta. Para corrigir isso de alguma forma, surgiu a ideia de não perceber a pessoa desaparecida como um elo passivo, mas de usar seu próprio desejo de salvar a si mesmo e sua sede ativa de vida.”
Os engenheiros de resgate decidiram montar faróis de luz e som de resgate - dispositivos bastante grandes, mas leves, que emitem um som alto e brilham por um longo tempo, atraindo a atenção dia e noite. Uma pessoa perdida, chegando até eles, encontrará água, biscoitos e fósforos - e ao mesmo tempo instruções para ficar quieto e esperar pelos socorristas.
Esses faróis estão localizados a uma distância de três quilômetros um do outro e circundam a área aproximada de busca da pessoa desaparecida. Eles emitem um som baixo, como se um carro estivesse roncando - porque as altas frequências se propagam muito pior na floresta. Muitas vezes, os resgatados pensavam que estavam seguindo o som da estrada ou um grupo de turistas prestes a partir.
Os faróis eram incrivelmente simples. Esta não foi a primeira vez que o grupo científico implementou soluções elementares mas engenhosas.
“Por exemplo, eles desenvolveram um traje flutuante para equipes de resgate. As calças e a jaqueta parecem macacões normais, mas na água mantêm a pessoa flutuando. Para ser totalmente utilitário, o traje tem duas camadas. Grânulos de espuma de poliuretano são costurados no interior. Há um desenvolvimento para mergulhadores que mergulham em baixas temperaturas. Quando o ar comprimido se expande em climas frios, as válvulas ficam cobertas de gelo e a pessoa sufoca. Vários institutos não conseguiram descobrir o que fazer com isso - eles desenvolveram materiais especiais, fizeram aquecimento elétrico e introduziram todo tipo de abordagens modernas.
Nossos rapazes resolveram o problema por 500 rublos. Eles passaram o ar frio que sai do cilindro (e ficam debaixo d'água mesmo a -57) por uma bobina passada por uma garrafa térmica chinesa. O ar esquenta, as pessoas ficam debaixo d’água e podem trabalhar lá.”
Mas os beacons são muito simples; faltam-lhes muitas funções úteis. Durante as operações de busca, o socorrista teve que percorrer regularmente longas distâncias para verificar cada farol. Se houver dez faróis, o socorrista deverá caminhar 30 km pela taiga a cada 3-4 horas.
Em 2018, a fundação de caridade Sistema lançou o projeto Odyssey, uma competição para equipes que, usando novas tecnologias, tentarão encontrar as mais recentes formas de resgatar pessoas desaparecidas na natureza. Nikolai Nakhodkin e Alexander Aitov e seus amigos decidiram participar - chamaram a equipe de “Nakhodka” e trouxeram seu dispositivo mais simples para melhorá-lo na competição com outros.
Segundo o Ministério da Administração Interna, quase 2017 mil pessoas desapareceram na Rússia em 84 e metade delas não foram encontradas. Em média, cem pessoas procuravam cada desaparecido. Portanto, a missão do concurso Odyssey era “criar tecnologias que ajudassem a encontrar pessoas desaparecidas na floresta sem fonte de comunicação. Podem ser dispositivos, sensores, drones, novos meios de comunicação e qualquer coisa que sua imaginação seja capaz.”
“Uma das soluções não óbvias – ou fantasiosas – é um dirigível equipado com sistema de bioradar. Mas a equipe não tinha protótipo e limitou-se apenas a apresentar a ideia”, afirma o especialista em competição Maxim Chizhov.
Outra equipe decidiu usar um sensor sísmico – dispositivo que, entre as vibrações do solo, consegue reconhecer passos humanos e mostrar a direção de onde eles vêm. Com a ajuda do protótipo, conseguiram até encontrar um figurante que retratasse o “perdido” (como carinhosamente os participantes o chamavam), mas a equipe não foi longe na competição.
Em junho de 2019, após vários testes de treino nas florestas das regiões de Leningrado, Moscovo e Kaluga, as 19 melhores equipas chegaram às meias-finais. Eles receberam a tarefa de encontrar dois figurantes em menos de 2 horas em uma área de 4 quilômetros quadrados. Um estava se movendo pela floresta, o outro estava deitado no mesmo lugar. Cada equipe teve duas tentativas para encontrar a pessoa.
“Entre os semifinalistas, uma equipe queria criar um enxame de drones que deveria voar sob as copas das árvores, controlado por inteligência artificial, determinando a direção do movimento, voando em torno de troncos, desviando de galhos e galhos. Usando IA, analisaria o ambiente e identificaria a pessoa.
Mas esta solução ainda está muito longe de ser implementada de forma funcional. Acho que levará cerca de um ano para que funcione, pelo menos em condições de teste”, diz Maxim Chizhov.
A equipe de busca do ALB esteve perto do sucesso. Eles tinham a bordo um alto-falante conectado a um walkie-talkie, um microfone que podia ouvir o ambiente ao redor, uma câmera e um computador com IA e uma rede neural treinada que processava imagens da câmera em tempo real, onde uma pessoa poderia ser visto.
“O operador poderia analisar não milhares de imagens, o que é fisicamente impossível, mas dezenas ou mesmo unidades, e então tomar uma decisão: mudar a rota do drone, se é necessário um drone adicional para reconhecimento ou enviar imediatamente uma equipe de busca. ”
Mas a maioria das equipes enfrentou problemas semelhantes - as tecnologias não foram adaptadas às condições de uma floresta real.
A visão computacional, na qual muitos confiaram, funcionou em testes em parques e florestas – mas se mostrou inútil em florestas densas.
Os termovisores, que cerca de um terço das equipes esperavam, também se revelaram ineficazes. No verão - e é quando a maioria das pessoas desaparece - a folhagem esquenta tanto que se transforma em um ponto quente contínuo. É mais fácil pesquisar em um curto período de tempo à noite, mas ainda existem muitos pontos de calor - tocos aquecidos, animais e muito mais. Uma câmera poderia ajudar a verificar locais suspeitos, mas à noite é de pouca utilidade.
Além disso, os termovisores revelaram-se difíceis de obter. “Infelizmente, devido às restrições que a UE e outros países nos impõem, não estão disponíveis bons termovisores na Rússia”, disse Alexey Grishaev da equipa Vershina, que dependia desta tecnologia.
“Os termovisores disponíveis no mercado possuem uma saída digital com frequência de 5 a 6 quadros por segundo e uma saída de vídeo analógica adicional com alta taxa de quadros, mas baixa qualidade de imagem. No final, encontramos um termovisor chinês muito bom. Poderíamos dizer que tivemos sorte – só havia um assim em Moscou. Mas exibia uma imagem num pequeno monitor onde nada era visível.
A maioria das equipes usou a saída de vídeo. Nossa equipe conseguiu refinar o modelo e obter dele uma imagem digital de alta qualidade a uma frequência de 30 quadros por segundo. O resultado é um termovisor muito sério. Provavelmente apenas os modelos militares são melhores.”
Mas mesmo esses problemas são apenas o começo. Durante o curto período de tempo em que o UAV sobrevoou a área de busca, câmeras e termovisores coletaram dezenas de milhares de imagens. Era impossível transmiti-los imediatamente - não havia Internet ou comunicação celular acima da floresta. Portanto, o drone voltou ao ponto, as gravações foram baixadas de sua mídia, gastando pelo menos meia hora nisso, e no final receberam uma quantidade de material tal que não seria fisicamente possível visualizá-lo em horas. Nesta situação, a equipe Vershina utilizou um algoritmo especial que destacou imagens onde foram detectadas anomalias térmicas. Isso reduziu o tempo de processamento de dados.
“Vimos que nem todas as equipes que compareceram às provas de qualificação entenderam o que é uma floresta. Que na floresta o sinal de rádio se propaga de maneira diferente e se perde rapidamente”, anunciou Maxim Chizhov em entrevista coletiva. “Também vimos a surpresa das equipas quando a ligação foi perdida já a um quilómetro e meio do ponto de partida. Para alguns, a falta de Internet acima da floresta foi uma surpresa. Mas esta é a realidade. Esta é a floresta onde as pessoas se perdem.”
A tecnologia baseada em faróis de luz e som tem se mostrado bem. Quatro equipes chegaram à final, três das quais contaram com esta decisão. Entre eles está “Nakhodka” de Yakutia.
“Quando vimos esta selva perto de Moscou, percebemos imediatamente que não havia nada a ver com drones ali. Cada ferramenta é necessária para uma tarefa específica e é boa para inspecionar grandes espaços abertos”, diz Alexander Aitov.
Nas semifinais, a equipe contava com apenas três pessoas que caminharam pela floresta e colocaram balizas na área de busca. E enquanto muitos resolviam problemas de engenharia, Nakhodka trabalhava como socorrista. “É preciso usar uma psicologia não agrária quando se está apenas cobrindo a área. Você precisa se comportar como um socorrista, se colocar no lugar do desaparecido, olhar a direção aproximada para onde ele pode ir, quais caminhos.”
Mas a essa altura os faróis de Nakhodka não eram mais tão simples como eram em Yakutia há vários anos. Com a ajuda das bolsas do Sistema, os engenheiros da equipe desenvolveram tecnologia de comunicação por rádio. Agora, quando uma pessoa encontra um farol, aperta um botão, os socorristas imediatamente recebem um sinal e sabem exatamente em qual farol a pessoa perdida estará esperando por eles. O UAV não é necessário para busca, mas para levantar um repetidor de sinal de rádio no ar e aumentar o raio de transmissão do sinal de ativação dos faróis.
Mais duas equipes desenvolveram sistemas de busca completos baseados em faróis sonoros. Por exemplo, a equipe do MMS Rescue criou uma rede de beacons portáteis, onde cada beacon é um repetidor, o que permite transmitir um sinal sobre sua ativação mesmo na ausência de comunicação direta por rádio com a sede de busca.
“Temos um grupo de entusiastas que assumiu esta tarefa pela primeira vez”, afirmam. “Estávamos envolvidos em outras indústrias - tecnologia, TI, temos especialistas da área espacial. Nos reunimos, atacamos e decidimos tomar essa decisão. Os principais critérios foram baixo custo e facilidade de uso. Para que pessoas sem formação possam pegar e aplicar.”
Outra equipe, os Stratonauts, conseguiu encontrar um extra mais rápido usando uma solução semelhante. Eles desenvolveram um aplicativo especial que rastreava a posição do drone, a localização dos faróis e a posição de todos os socorristas. O drone que entregou os beacons também atuou como repetidor de todo o sistema, para que o sinal dos beacons não se perdesse na floresta.
“Não foi fácil. Um dia ficamos muito molhados. Dois dos nossos foram para a floresta através de uma sorte inesperada e perceberam que aquilo estava longe de ser um piquenique. Mas voltamos cansados e felizes – afinal, encontramos a pessoa nas duas tentativas em apenas 45 minutos”, diz Stanislav Yurchenko, do Stratonauts.
“Usamos drones para mover os faróis para o centro da zona para garantir a cobertura máxima. O drone pode transportar um farol em um voo. É longo - mas mais rápido que uma pessoa. Usamos pequenos drones compactos DJI Mavick - um farol é do tamanho dele. Este é o máximo que pode suportar, mas funciona dentro do orçamento. Claro, gostaria de encontrar uma solução totalmente autônoma. Com IA, para que o drone faça a varredura da floresta e determine os pontos de lançamento. Agora temos uma operadora, mas depois de um quilômetro, se não usarmos dispositivos adicionais, a conexão termina. Portanto, na próxima etapa encontraremos algo.”
Mas nem uma única equipe encontrou uma pessoa imobilizada e, o mais importante, nunca descobriu como fazer isso. Teoricamente, apenas a equipe Vershina teria chance de encontrá-lo, que, apesar de todas as dificuldades, conseguiu encontrar o homem e chegar à final por meio de termovisor e câmera.
“Inicialmente, tivemos a ideia de usar dois drones do tipo aeronave”, diz Alexey Grishaev de Vershina, “Nós os desenvolvemos para determinar a composição da atmosfera e ainda temos a tarefa de fabricar um UAV para todos os climas. Decidimos experimentá-los nesta competição. A velocidade de cada um é de 90 a 260 km/h. A alta velocidade e as características aerodinâmicas únicas do UAV proporcionam a capacidade de pesquisar em quaisquer condições climáticas e permitem examinar rapidamente uma determinada área.”
A vantagem de tais dispositivos é que eles não caem quando o motor é desligado, mas continuam a planar e pousar com pára-quedas. A desvantagem é que eles não são tão manobráveis quanto os quadricópteros.
O drone Vershina principal é equipado com um termovisor e uma câmera de alta resolução modificada pela equipe, enquanto o segundo drone possui apenas uma câmera fotográfica. A bordo do UAV principal está um microcomputador que, por meio de um software desenvolvido pela equipe, detecta de forma independente anomalias térmicas e envia suas coordenadas com imagem detalhada de ambas as câmeras. “Dessa forma, não precisamos olhar todo o material ao vivo, que, para se ter uma ideia, são cerca de 12 mil imagens por hora de voo.”
Mas a equipe havia criado recentemente a tecnologia da aeronave e ainda havia muitos problemas com ela – com o sistema de lançamento, com o paraquedas, com o piloto automático. “Tínhamos medo de levá-lo para fazer exames – ele poderia simplesmente cair. Eu queria evitar problemas técnicos. Portanto, optamos por uma solução clássica – DJI Matrice 600 Pro.”
Apesar de todas as dificuldades, devido às quais muitas câmeras e termovisores abandonaram, Vershina conseguiu encontrar um extra. Isto exigiu muito trabalho, primeiro com o termovisor e, depois, com os próprios métodos de pesquisa.
Durante três meses, a equipe testou a tecnologia que permitiu que um termovisor visualizasse o solo entre as copas. “Houve alguma sorte, porque o percurso dos figurantes passava por florestas tão grandes que nem um único termovisor via nada. E se uma pessoa estiver cansada e se sentar em algum lugar debaixo de uma árvore, será impossível encontrá-la.
Desde o início, nos recusamos a vasculhar completamente a floresta com nossos UAVs. Em vez disso, decidimos procurar a pessoa sobrevoando clareiras, clareiras e áreas abertas. Cheguei ao local com antecedência para estudar a área e, usando todos os mapas disponíveis on-line, tracei rotas para o UAV apenas sobre os locais onde uma pessoa poderia, teoricamente, ser visível.”
Segundo Alexey, usar vários drones ao mesmo tempo é muito caro (uma transportadora com solução técnica de busca a bordo custa mais de 2 milhões de rublos), mas no final será necessário. Ele acredita que isso oferece uma chance de identificar um extra estacionário. “Inicialmente queríamos procurar uma pessoa acamada. Pareceu-nos que encontraríamos algo móvel de qualquer maneira. E as equipes com faróis só procuravam algo em movimento.”
Perguntei a Alexander Aitov, da equipe Nakhodka - eles não acham que todo mundo já enterrou uma pessoa estática com antecedência? Afinal, os faróis são inúteis para ele.
Ele pensou sobre isso. Pareceu-me que todas as outras equipes estavam falando sobre resolver problemas de engenharia com sorrisos e brilho nos olhos. Os caras do MMS Rescue brincaram que um farol caído poderia cair diretamente sobre uma pessoa mentirosa. Os “Estratonautas” admitiram que esta é uma supertarefa muito difícil para a qual ainda não há ideias. E o salvador de Nakhodka falou, ao que me pareceu, com um misto de tristeza e esperança:
— Uma menina de três anos e meio desapareceu em nossa taiga. Ela passou doze dias lá e durante dez dias uma busca foi realizada por um grande número de pessoas. Quando a encontraram, ela estava deitada na grama, quase invisível de cima. Encontrado apenas penteando.
Se fossem colocados faróis... aos três anos e meio a criança já está bastante consciente. E talvez ela tivesse se aproximado dele e apertado o botão. Acho que algumas vidas teriam sido salvas.
- Ela foi salva?
- Ela sim.
No outono, as quatro equipes restantes irão para a região de Vologda, e a tarefa que terão pela frente será muito mais difícil - encontrar uma pessoa em uma zona com raio de 10 quilômetros. Ou seja, numa área de mais de 300 quilômetros quadrados. Em condições em que o drone voa meia hora, a visão é prejudicada pelas copas das árvores e a comunicação desaparece após apenas um quilômetro. Como diz Maxim Chizhov, nem um único protótipo está pronto para tais condições, embora ele acredite que todos têm uma chance. Grigory Sergeev, presidente da equipe de busca e resgate Lisa Alert, acrescenta:
“Hoje estamos prontos para usar algumas tecnologias que vimos e serão eficazes. E peço a todos os participantes e não participantes - pessoal, testem a tecnologia! Venha pesquisar conosco! E então não será segredo para ninguém que a floresta é opaca aos sinais de rádio e o termovisor não consegue ver através das copas. Meu principal sonho é encontrar mais pessoas com menos esforço.”
Fonte: habr.com