În fiecare an, salvatorii caută zeci de mii de oameni dispăruți în condiții sălbatice. Din orașe, puterea noastră tehnologică pare să fie atât de vastă încât să poată face față oricărei sarcini. De parcă ai lua o duzină de drone, ai pune pe fiecare câte o cameră și un termovizor, ai atașa o rețea neurală și gata — va găsi pe oricine în 15 minute. Dar nu este deloc așa.
Până acum, tehnologiile se confruntă cu o mulțime de restricții, iar echipele de salvare scanează zone uriașe cu sute de voluntari.
Anul trecut, fondul caritabil „Sistem” a lansat proiectul „Odiseea” pentru a găsi noi tehnologii de căutare a oamenilor. La acest proiect au participat sute de ingineri și designeri. Dar chiar și cei tehnic bine pregătiți și experimentați nu bănuiau cât de inaccesibilă este pădurea pentru tehnologie.
În 2013, în satul Sinsc din Iakuția, două fetițe — Alina Ivanova și Aiana Vinokurova — au dispărut. Pentru căutarea lor au fost mobilizate forțe colosale: au fost echipate o sută de voluntari, echipe de salvare, scafandri, drone cu termovizoare. Filmările din elicopter au fost publicate în acces liber, astfel încât toți să poată viziona înregistrările pe internet. Dar nu au fost suficiente resurse. Ce s-a întâmplat cu fetițele nu se știe până în prezent.
Iakuția este vastă. Dacă ar fi fost un stat, ar fi făcut parte din primele zece cele mai mari țări după suprafață. Dar pe această teritori uriaș trăiesc mai puțin de un milion de oameni. Într-o astfel de pădure nelocuită, Nikolai Nahodkin a lucrat timp de 12 ani în Serviciul de Salvare al Iakuției, 9 dintre aceștia în calitate de șef. Când condițiile sunt inaccesibile, iar resursele puține, trebuie să inventezi noi metode de căutare a oamenilor. Și, după cum spune Nikolai, ideile nu apar dintr-o viață bună.
Nikolai Nahodkin
Din 2010, Serviciul de Salvare al Iakuției folosește drone. Este o organizație independentă de Ministerul pentru Situații de Urgență al Federației Ruse, finanțată de republică. Acolo nu există reglementări atât de stricte cu privire la echipamente, așa că Ministerul a început să folosească drone mult mai târziu. De asemenea, există un grup științific în cadrul serviciului, unde ingineri entuziaști se ocupă de dezvoltarea tehnologiilor aplicate pentru salvatori.
„Modurile existente de căutare folosite de Ministerul Situațiilor de Urgență, de serviciile de salvare și de diverse structuri de forță nu s-au schimbat din anii 30. Urmăritorul merge pe urme, câinele ajută să nu te pierzi”, spune Alexander Aitov, care a fost liderul grupului de cercetare. „Dacă o persoană nu este găsită, toată o jumătate de sat, două sau trei, în Iakuția se mobilizează. Toți se unesc și percheziționează pădurile. Pentru a găsi o persoană vie, fiecare oră contează, iar timpul trece repede-repede. Întotdeauna este puțin. Când a avut loc tragedia din Sinsk, au fost implicați foarte mulți oameni și tehnică, dar fără rezultat. Situații similare apar în căutările din taigaua nelocuită. Pentru a corecta această problemă, a apărut ideea de a nu percepe persoana dispărută ca un element pasiv, ci de a folosi dorința ei proprie de a supraviețui și setea activă de viață.”
Inginerii salvatori au decis să construiască faruri de salvare cu sunet și lumină - dispozitive destul de mari, dar ușoare, care emit un sunet puternic și strălucesc mult timp, atrăgând atenția zi și noapte. Persoana pierdută, venind la acestea, va găsi apă, biscuiți și chibrituri - și în același timp o instrucțiune de a sta pe loc și de a aștepta salvatorii.
Aceste faruri sunt amplasate la o distanță de trei kilometri unul de celălalt și înconjoară zona aproximativă de căutare a persoanei dispărute. Sunetul pe care îl emit este joas, ca și cum ar hârșâi o mașină - deoarece frecvențele înalte se propagă mult mai rău în pădure. Adesea, cei salvați credeau că se îndreaptă spre sunetul unei căi sau al unei grupări de turiști care se pregătesc să plece.
Farurile erau incredibil de simple. Grupul de cercetare a implementat deja de mai multe ori soluții elementare, dar geniale.
„Acolo, de exemplu, au dezvoltat un costum plutitor pentru salvatori. Pantalonii și jacheta arată ca o îmbrăcăminte obișnuită de lucru, dar în apă susțin persoana la suprafață. Vorbind foarte utilitar, costumul este din două straturi. În interior sunt cusute granule de poliuretan expandat. Există o dezvoltare pentru scufundarea scafandrilor la temperaturi scăzute. Când aerul comprimat se expandă la frig, supapele se acoperă cu gheață, iar persoana se sufocă. Câteva institute nu au putut găsi o soluție la această problemă - au dezvoltat materiale speciale, au realizat încălzire electrică, au implementat diverse metode moderne.
Echipa noastră a rezolvat problema pentru 500 de ruble. Aerul rece, care provine din butelie (iar sub apă merg chiar și la -57), era trecut printr-un serpentin, care era introdus într-un termos chinezesc. Aerul se încălzește, oamenii merg sub apă și pot lucra acolo.
Dar bărcile de salvare erau prea simple, le lipseau multe funcții utile. În timpul operațiunilor de căutare, salvatorul trebuia să parcurgă regulat distanțe uriașe pentru a verifica fiecare bărcă. Dacă sunt zece bărcuțe, salvatorul trebuie să parcurgă 30 km prin taiga la fiecare 3-4 ore.
În 2018, fundația caritabilă „Sistem” a lansat proiectul „Odiseea” - un concurs pentru echipe care, folosind noi tehnologii, vor încerca să găsească metode inovatoare de salvare a persoanelor dispărute în sălbăticie. Nikolai Nahodkin și Alexander Aitov, împreună cu prietenii, au decis să participe - au numit echipa „Nahtka” și au dus dispozitivul lor simplu pentru a-l perfecționa în competiția cu altele.
Conform datelor Ministerului de Interne, în 2017, aproape 84.000 de persoane au dispărut în Rusia, iar jumătate dintre ele nu au fost găsite. Fiecare persoană dispărută a fost căutată, în medie, de o sută de oameni. Astfel, misiunea concursului „Odiseea” a fost „de a crea tehnologii care să ajute la găsirea persoanelor dispărute în pădure fără sursă de comunicare. Acestea pot fi dispozitive, senzori, drone, noi mijloace de comunicare și tot ce poate imagina mintea voastră.”
„Dintre soluțiile neobișnuite - sau fanteziste - se poate menționa un dirijabil echipat cu un sistem de bioradiolocație. Dar echipa nu avea un prototip și s-au mulțumit doar cu prezentarea ideii lor”, spune expertul concursului Maxim Chizhov.
O altă echipă a decis să folosească un seismodetector - un dispozitiv care poate recunoaște pașii umani printre vibrațiile de pe pământ și poate arăta direcția din care provin. Cu ajutorul prototipului s-a reușit chiar să se găsească un figurant care a fost «dispărut» (cum le-au spus cu afecțiune participanții), dar echipa nu a avansat departe în competiție.
Până în iunie 2019, după mai multe teste de antrenament în pădurile din regiunile Leningrad, Moscova și Kaluga, 19 echipe de top au ajuns în semifinală. Sarcina lor a fost să găsească doi statisti pe o suprafață de 4 kilometri pătrați în mai puțin de 2 ore. Unul se deplasa prin pădure, iar celălalt stătea întins pe un loc. Fiecare echipă a avut două încercări de a găsi persoana.
„Printre semifinaliști, o echipă dorea să creeze un roi de drone, care ar trebui să zboare sub coroanele copacilor, controlate de inteligența artificială, determinând direcția de mișcare, ocolind trunchiurile, ferindu-se de crengi și ramuri. Folosind IA, aceasta ar analiza mediul înconjurător și ar identifica oamenii.
Dar această soluție este încă destul de departe de a fi implementată în formă funcțională. Cred că va fi nevoie de aproximativ un an pentru ca aceasta să funcționeze măcar în condiții de testare”, explică Maxim Chijov.
Echipa „ALB-căutare” a fost aproape de succes. Aceștia aveau la bord un difuzor care se conecta la stația radio, un microfon care putea asculta mediul înconjurător, o cameră și un computer cu IA și o rețea neuronală antrenată, care procesa imaginile de la cameră în timp real, unde putea apărea o persoană.
„Operatorul ar putea analiza nu mii de imagini, ceea ce este fizic imposibil, ci zeci sau chiar unități, și apoi lua o decizie: să schimbe ruta dronei, dacă este necesară o dronă suplimentară pentru recunoaștere sau să trimită imediat echipa de căutare”.
Dar majoritatea echipelor s-au confruntat cu probleme similare — tehnologiile s-au dovedit a fi inadecvate condițiilor reale din pădure.
Viziunea computerizată, pe care s-au bazat mulți, a funcționat în teste în parcuri și păduri rare — dar s-a dovedit inutilă în păduri dese.
Termoviziunea, pe care se bazau aproximativ o treime din echipe, a fost, de asemenea, ineficientă. Vara — când dispar cei mai mulți oameni — frunzișul se încălzește atât de mult încât devine o pată fierbinte continuă. Este mai ușor să se efectueze căutări într-un interval scurt noaptea, dar totuși există multe pete termice — stâlpi încalziți, animale și multe altele. O cameră ar putea ajuta la verificarea locurilor suspecte, dar noaptea nu oferă prea multe avantaje.
Din păcate, termovizoarele s-au dovedit a fi greu de obținut. «Din păcate, din cauza restricțiilor impuse de Uniunea Europeană și alte țări, termovizoarele de calitate sunt indisponibile în Rusia», a spus Alexei Grișaev din echipa „Vârf”, care se baza pe această tehnologie.
«Termovizoarele disponibile pe piață au o ieșire digitală cu o frecvență de 5-6 cadre pe secundă și o ieșire video analogică suplimentară cu o frecvență mai mare a cadrelor, dar cu o calitate a imaginii scăzută. Ca urmare, am găsit un termovizor chinezesc foarte bun. Se poate spune că am avut noroc — în Moscova era doar unul. Dar acesta reda imaginea pe un mic monitor, unde nu se vedea nimic.
Majoritatea echipelor au folosit tocmai ieșirea video. Echipa noastră a reușit să îmbunătățească modelul și să obțină de la acesta o imagine digitală de calitate cu o frecvență de 30 cadre pe secundă. A fost un termovizor de un nivel foarte serios. Probabil că doar modelele militare sunt mai bune.”
Dar chiar și aceste probleme sunt doar începutul. În timpul scurt în care UAV-ul a zburat deasupra zonei de căutare, camerele și termovizoarele au captat zeci de mii de imagini. Transmiterea lor în timp real era imposibilă — nici internet, nici rețea mobilă nu existau deasupra pădurii. Așa că drona se întorcea la punctul de plecare, de la care erau descărcate înregistrările, ceea ce dura cel puțin o jumătate de oră, iar în final se obținea o cantitate de material astfel încât să nu poată fi analizată nici măcar în câteva ore. În această situație, echipa „Vârf” a folosit un algoritm special care selecta fotografiile în care erau descoperite anomalii termice. Acest lucru reducea timpul de procesare a datelor.
«Am observat că nu toate echipele care s-au prezentat la testele de calificare înțelegeau ce este o pădure. Cum semnalul radio se propagă diferit în pădure și se pierde destul de repede», a anunțat la conferința de presă Maxim Čijov. «Am văzut și surprinderea echipelor, când conexiunea dispărea deja la o distanță de un kilometru și jumătate de punctul de plecare. Pentru unii a fost o surpriză absența internetului deasupra pădurii. Dar aceasta este realitatea. Aici e pădurea unde se pierd oamenii.»
Tehnologia bazată pe farurile luminoase și sonore s-a comportat bine. Patru echipe au ajuns în finală, trei dintre ele bazându-se tocmai pe această soluție. Printre ele se numără și „Nakhodka” din Iakuția.
„Când am văzut aceste jungles din apropierea Moscovei, am înțeles imediat – nu este loc pentru drone. Fiecare instrument este necesar pentru sarcina sa, iar ele sunt utile pentru observarea unor mari spații deschise“, spune Aleksandr Aitov.
La semifinală, echipa avea doar trei membri care au mers pe jos prin pădure și au plasat farurile în zona de căutare. Și, în timp ce mulți rezolvau probleme tehnice, Naohodka lucra ca un salvator. „Trebuie să aplici o psihologie de salvare, nu una agricolă, când pur și simplu acoperi o zonă. Trebuie să te comporți ca un salvator, să te pui în locul persoanei dispărute, să observi direcția în care ar putea merge, pe ce trasee.”
Dar farurile „Naohodka” nu erau la acel moment la fel de simple ca acum câțiva ani în Iacuția. Cu ajutorul fondurilor „Sistem”, inginerii echipei au dezvoltat o tehnologie de comunicație radio. Acum, găsind un far, o persoană apasă un buton, iar salvatorii primesc imediat un semnal și știu exact care far îi va aștepta pe cei pierduți. Dronele nu sunt necesare pentru căutare, ci pentru a ridica în aer retransmițătorul de semnal radio și a crește raza de transmitere a semnalului de activare de la faruri.
Încă două echipe au dezvoltat pe baza farurilor sonore întregi complexe de căutare. De exemplu, echipa MMS Rescue a creat o rețea de faruri portabile, unde fiecare far acționează ca un retransmițător, ceea ce permite transmiterea semnalului de activare, chiar și în absența unei comunicații radio directe cu sediul căutării.
„Avem un grup de entuziaști care s-au ocupat de o astfel de sarcină pentru prima dată”, spun ei. „Ne-am ocupat de alte domenii – tehnologie, IT, avem specialiști din domeniul spațial. Ne-am adunat, am făcut brainstorming și am decis să realizăm o astfel de soluție. Principalele criterii au fost costul de producție redus și ușurința utilizării. Ca oamenii să poată aplica soluția fără instruire.”
O altă echipă – „Stratonauții” – cu ajutorul unei soluții similare a reușit să găsească statistul mai repede decât oricine. Au dezvoltat o aplicație specială care urmărea atât poziția dronei, cât și locațiile farurilor și poziția tuturor salvatorilor. Drona care livra farurile funcționa și ca retransmițător pentru întregul sistem, pentru ca semnalul de la faruri să nu se piardă în pădure.
„Nu a fost ușor. Într-una dintre zile am fost bine udați. Doi dintre oamenii noștri au mers în pădure printr-un teren accidentat și și-au dat seama că nu este deloc o ieșire la picnic. Dar, obosiți și mulțumiți, s-au întors — am reușit să găsim persoana în ambele încercări în doar 45 de minute”, povestește Stanislav Yurchenko de la „Stratonauți”.
„Am transportat cu ajutorul dronelor semnale în centrul zonei pentru a asigura o acoperire maximă. Într-o singură zbor, o dronă poate transporta un semnal. Este un proces lent — dar mai rapid decât un om. Am folosit drone compacte DJI Mavick — dimensiunea unui semnal. Este maximul pe care îl poate transporta, dar este economic. Desigur, ne-ar plăcea să găsim o soluție complet autonomă. Cu IA, astfel încât drona să scaneze pădurea și să determine punctele de debarcare. Acum avem un operator, iar la un kilometru, dacă nu folosim accesorii suplimentare — comunicarea este întreruptă. Așadar, în etapa următoare vom gândi ceva.”
Dar nicio echipă nu a găsit persoana imobilizată și, cel mai important — niciuna nu a găsit o soluție pentru a face acest lucru. Teoretic, șansele de a-l găsi au rămas doar pentru echipa „Vârful”, care, în ciuda tuturor dificultăților, a reușit să găsească persoana și să treacă în finală cu ajutorul unui termovizor și a unei camere.
„Inițial, aveam ideea de a folosi două drone de tip avion”, povestește Alexey Grishaev de la „Vârful”, „Le-am dezvoltat pentru a determina compoziția atmosferei și avem încă sarcina de a crea un UAV capabil de toate vremile. Am decis să le încercăm și în acest concurs. Viteza fiecărei drone este între 90 și 260 km/h. Viteza mare și caracteristicile aerodinamice unice ale UAV-ului permit căutarea în orice condiții meteorologice și permit scanarea rapidă a zonei specificate.”
Avantajul acestor aparate este că nu cad când motorul se oprește, ci continuă să planeze și aterizează cu parașuta. Dezavantajul — nu sunt la fel de manevrabile ca dronele de tip quad.
Pe drona principal «Vârfuri» este instalat un termovizor îmbunătățit de echipă și o cameră foto de înaltă rezoluție, iar pe al doilea doar o cameră foto. În bordul droniei principale se află un microcomputer care, cu ajutorul software-ului dezvoltat de echipă, detectează automat anomaliile termice și trimite coordonatele lor cu imagini detaliate de la ambele camere. „Astfel, nu trebuie să examinăm tot materialul în timp real, iar asta, pentru a înțelege, este aproximativ 12.000 de fotografii pe oră de zbor.”
Dar tehnologia avionului a fost creată recent de echipă, iar acesta a avut multe probleme — cu sistemul de lansare, cu parașuta, cu autopilotul. „Ne-a fost teamă să-l luăm la teste — putea să cadă pur și simplu. Am vrut să evităm neplăcerile tehnice. De aceea, am ales o soluție clasică — DJI Matrice 600 Pro”.
În ciuda tuturor dificultăților, din cauza cărora mulți au renunțat la camere și termovizoare, Vârful a reușit să găsească un statist. A fost necesară o muncă susținută, pe de-o parte cu termovizorul, iar pe de altă parte cu metodele de căutare.
Pe parcursul a trei luni, echipa a testat tehnologia care a permis termovizorului să observe pământul de între copaci. „A fost o dozare de noroc, pentru că traseul statisticilor trecea prin păduri în care niciun termovizor nu ar putea vedea nimic. Și dacă o persoană obosită s-a așezat undeva sub un brad — să o găsești va fi imposibil.
De la bun început, am renunțat la percheziționarea completă a pădurii cu dronele noastre. În schimb, am decis să căutăm o persoană zburând deasupra poienilor, pădurilor și zonelor deschise. Am ajuns la locul respectiv înainte pentru a studia terenul și, folosind toate hărțile online disponibile, am desenat trasee pentru drone doar deasupra locurilor unde teoretic ar putea fi vizibilă o persoană.”
Potrivit lui Alexei, utilizarea mai multor drone în conexiune este foarte costisitoare (un suport cu soluția tehnică de căutare la bord costă mai mult de 2 milioane de ruble), dar în final va fi necesar. El consideră că aceasta oferă șansa de a descoperi un statistic nemișcat. „Inițial, am dorit să căutăm exact o persoană culcată. Ni se părea că o persoană în mișcare o vom găsi oricum. Iar echipele cu balize — căutau numai oameni în mișcare.”
L-am întrebat pe Alexander Aitov din echipa „Naходка” - nu li se pare că toată lumea a îngropat deja dinainte persoana statică? Deoarece semnalele sunt inutile pentru el.
El s-a gândit. Mi s-a părut că celelalte echipe vorbeau cu zâmbete și cu entuziasm în ochi despre rezolvarea problemelor ingineriei. Băieții de la MMS Rescue au glumit că un semnal căzut ar putea să cadă direct pe o persoană întinsă. „Stratonauții” au recunoscut că aceasta este o sarcină extrem de complicată, pentru care nu există deocamdată idei. Iar salvatorul din „Naходка” a vorbit, din câte mi s-a părut, cu un amestec de tristețe și speranță:
— O fetiță a dispărut în taiga la vârsta de trei ani și jumătate. A stat acolo douăsprezece zile, iar căutările au durat zece zile cu un număr mare de persoane. Când a fost găsită, zăcea în iarbă, fiind aproape invizibilă deasupra. A fost găsită doar prin percheziționare.
Dacă ar fi fost amplasate semnale... la trei ani și jumătate, un copil este deja suficient de conștient. Și poate, s-ar fi apropiat de el și ar fi apăsat butonul. Cred că ar fi fost salvate câteva vieți.
— A fost salvată?
— Ea da.
Toamna, cele patru echipe rămase vor merge în regiunea Vologda, iar sarcina care le așteaptă va fi de câteva ori mai complicată - să găsească o persoană într-o zonă cu un radius de 10 kilometri. Adică pe o suprafață de peste 300 de kilometri pătrați. În condiții în care drona are o jumătate de oră de zbor, vederea este obstrucționată de copaci, iar conexiunea dispare după un kilometru. Așa cum spune Maxim Chijov, deocamdată niciun prototip nu este pregătit pentru astfel de condiții, deși crede că toți au șanse. Grigori Sergheev, președintele echipei de căutare și salvare „Liza Alert”, adaugă:
„Astăzi suntem deja pregătiți să folosim câteva tehnologii din cele pe care le-am văzut și va fi eficient. Și îi îndemn pe toți participanții și neparticipanții - băieți, testați tehnologiile! Veniti la noi pentru căutări! Și atunci nu va fi un secret pentru nimeni că pădurea este opacă pentru semnalele radio, iar camera termică nu vede prin coroane. Visul meu principal este să găsim mai multe persoane cu resurse mai puține”.
Sursa: habr.com
