Varje år söker räddningspersonal efter tiotusentals människor som saknas i naturen. Från städerna verkar vår teknologiska kraft så enorm att den klarar vilken uppgift som helst. Det verkar som att ta ett dussin drönare, koppla en kamera och en värmekamera till var och en, koppla ett neuralt nätverk och det är allt - det kommer att hitta vem som helst på 15 minuter. Men detta stämmer inte alls.
Hittills har tekniken ställts inför många begränsningar, och räddningsteam finkammar enorma områden med hundratals frivilliga.
Förra året lanserade välgörenhetsstiftelsen Sistema projektet Odyssey för att hitta ny teknik för att söka människor. Hundratals ingenjörer och designers deltog i det. Men även teknikkunniga och erfarna människor insåg ibland inte hur ogenomtränglig skogen är för teknik.
2013 försvann två små flickor, Alina Ivanova och Ayana Vinokurova, i byn Sinsk i Yakutia. Enorma styrkor sattes in för att söka efter dem: de utrustade hundratals frivilliga, räddningsteam, dykare och drönare med värmekamera. Helikopterfilmerna gjordes offentliga så att alla kunde se inspelningarna på Internet. Men det fanns inte tillräckligt med styrka. Vad som hände med tjejerna är ännu okänt.
Yakutia är enorm. Om det vore en stat skulle det vara bland de tio största till yta. Men mindre än en miljon människor bor på detta gigantiska territorium. I en sådan oändlig, öde taiga arbetade Nikolai Nakhodkin i 12 år i Yakutias räddningstjänst, varav 9 som ledare. När förhållandena är sämre än någonsin och resurserna är knappa måste vi hitta på nya sätt att hitta människor. Och som Nikolai säger, idéer kommer inte från ett bra liv.
Nikolay Nakhodkin
Sedan 2010 har Yakutia Rescue Service använt drönare. Detta är en separat organisation från ministeriet för nödsituationer i Ryska federationen, finansierad av republiken själv. Det finns inga så strikta regler för utrustning, så ministeriet för nödsituationer började använda drönare långt senare. Det finns också en vetenskaplig grupp inom tjänsten, där entusiastiska ingenjörer utvecklar tillämpad teknik för räddare.
”De befintliga sökmetoderna som ministeriet för nödsituationer, räddningstjänsten och alla typer av brottsbekämpande myndigheter har har inte förändrats sedan 30-talet. Spåraren följer spåret, hunden hjälper till att inte gå vilse”, säger Alexander Aitov, som var ledare för den vetenskapliga gruppen. ”Om en person inte hittas reser sig en hel by, två, tre, i Yakutia. Alla förenas och kammar skogarna. För att söka efter en levande person är varje timme viktig, och tiden rinner snabbt ut. Det finns aldrig tillräckligt med det. När tragedin inträffade i Sinsk var mycket människor och utrustning inblandade, men utan resultat. Liknande situationer inträffar när man letar i den öde taigan. För att på något sätt rätta till detta kom idén att inte uppfatta den försvunna personen som en passiv länk, utan att använda sin egen önskan att rädda sig själv och sin aktiva livstörst.”
Räddningsingenjörer bestämde sig för att montera räddningsljus och ljudfyrar - ganska stora men lätta enheter som avger ett högt ljud och glöd under lång tid, vilket drar till sig uppmärksamhet dag och natt. En förlorad person som kommer till dem kommer att hitta vatten, kex och tändstickor - och samtidigt instruktioner att sitta still och vänta på räddare.
Sådana fyrar finns på ett avstånd av tre kilometer från varandra och omger det ungefärliga sökområdet efter den saknade personen. De gör ett lågt ljud, som om en bil mullrar – eftersom höga frekvenser fortplantar sig mycket sämre i skogen. Ofta trodde de räddade att de följde ljudet av vägen eller att en grupp turister skulle ge sig av.
Fyrar var otroligt enkla. Det var inte första gången som den vetenskapliga gruppen implementerade elementära men geniala lösningar.
”Till exempel utvecklade de en flytdräkt för räddare. Byxorna och jackan ser ut som vanliga overaller, men i vattnet håller de en person flytande. För att vara helt utilitaristisk är dräkten tvålagers. Inuti sys granulat av polyuretanskum. Det finns en utveckling för dykare vid låga temperaturer. När tryckluft expanderar i kallt väder täcks ventilerna med frost, och personen kvävs. Flera institut kunde inte ta reda på vad de skulle göra med detta - de utvecklade speciella material, gjorde elektrisk uppvärmning och introducerade alla möjliga moderna tillvägagångssätt.
Våra killar löste problemet för 500 rubel. De passerade den kalla luften som kommer från cylindern (och de går under vatten även vid -57) genom en spole som passerat genom en kinesisk termos. Luften värms upp, människor går under vatten och kan arbeta där.”
Men beacons är för enkla, de saknar många användbara funktioner. Under sökinsatser fick bärgaren regelbundet springa långa sträckor för att kontrollera varje fyr. Om det finns tio beacons, måste räddaren gå 30 km genom taigan var 3-4:e timme.
Under 2018 lanserade välgörenhetsstiftelsen Sistema projektet Odyssey, en tävling för lag som med hjälp av ny teknik ska försöka hitta de senaste sätten att rädda försvunna människor i naturen. Nikolai Nakhodkin och Alexander Aitov och deras vänner bestämde sig för att delta - de kallade laget "Nakhodka" och tog med sin enklaste enhet för att förbättra den i konkurrens med andra.
Enligt inrikesministeriet försvann nästan 2017 tusen människor i Ryssland 84, och hälften av dem hittades inte. I genomsnitt sökte hundra personer efter varje försvunnen person. Därför var uppdraget för Odyssey-tävlingen "att skapa teknologier som hjälper till att hitta försvunna människor i skogen utan en källa till kommunikation. Dessa kan vara enheter, sensorer, drönare, nya kommunikationsmedel och allt som din fantasi är kapabel till.”
"En av de icke uppenbara lösningarna – eller fantasilösningarna – är ett luftskepp utrustat med ett bioradarsystem. Men teamet hade ingen prototyp och de begränsade sig till att bara presentera sin idé”, säger tävlingsexperten Maxim Chizhov.
Ett annat team bestämde sig för att använda en seismisk sensor - en enhet som bland vibrationer på marken kan känna igen mänskliga steg och visa riktningen från vilken de kommer. Med hjälp av prototypen lyckades de till och med hitta en statist som porträtterade ”den förlorade” (som deltagarna kärleksfullt kallade dem), men laget kom inte långt i tävlingen.
I juni 2019, efter flera träningstester i skogarna i Leningrad-, Moskva- och Kalugaregionerna, nådde de 19 bästa lagen semifinalerna. De fick i uppdrag att hitta två statister på mindre än 2 timmar på en yta av 4 kvadratkilometer. Den ena rörde sig genom skogen, den andra låg på ett ställe. Varje lag hade två försök att hitta personen.
”Bland semifinalisterna ville ett lag skapa en svärm av drönare som måste flyga under trädtopparna, kontrollerade av artificiell intelligens, bestämma rörelseriktningen, flyga runt stammar, undvika grenar och kvistar. Med hjälp av AI skulle det analysera miljön och identifiera personen.
Men denna lösning är fortfarande ganska långt ifrån implementerad i en fungerande form. Jag tror att det kommer att ta ungefär ett år för det att fungera, åtminstone under testförhållanden”, säger Maxim Chizhov.
ALB-sökteamet var nära framgång. De hade ombord en högtalare som kopplades till en walkie-talkie, en mikrofon som kunde lyssna på det omgivande rummet, en kamera och en dator med AI och ett tränat neuralt nätverk som bearbetade bilder från kameran i realtid, där en person kunde bli sedd.
"Operatören kunde inte analysera tusentals bilder, vilket är fysiskt omöjligt, utan dussintals eller till och med enheter, och sedan fatta ett beslut: om han skulle ändra drönarens rutt, om en extra drönare behövs för spaning, eller omedelbart skicka ett sökteam. ”
Men de flesta team mötte liknande problem - teknikerna var inte anpassade till förhållandena i en riktig skog.
Datorseende, som många förlitade sig på, fungerade i tester i parker och skogsmarker – men visade sig vara värdelös i täta skogar.
Värmekamera, som ungefär en tredjedel av teamen hoppades på, visade sig också vara ineffektiva. På sommaren – och det är då de flesta försvinner – värms bladverket så mycket att det blir en kontinuerlig het punkt. Det är lättare att söka på kort tid på natten, men det finns fortfarande en hel del värmefläckar - uppvärmda stubbar, djur och mycket mer. En kamera kan hjälpa till att verifiera misstänkta platser, men på natten är den till liten nytta.
Utöver det visade sig värmekameran vara svår att få tag på. "Tyvärr, på grund av de restriktioner som EU och andra länder har ålagt oss, är bra värmekamera inte tillgängliga i Ryssland", säger Alexey Grishaev från Vershina-teamet, som förlitade sig på denna teknik.
”Värmekamera som finns på marknaden har en digital utgång med en frekvens på 5-6 bilder per sekund och en extra analog videoutgång med hög bildhastighet men låg bildkvalitet. Till slut hittade vi en mycket bra kinesisk värmekamera. Man kan säga att vi hade tur - det fanns bara en sådan här i Moskva. Men den visade en bild på en liten bildskärm där ingenting var synligt.
De flesta team använde videoutgången. Vårt team kunde förfina modellen och få en högkvalitativ digital bild från den med en frekvens på 30 bilder per sekund. Resultatet är en mycket seriös värmekamera. Förmodligen är bara militära modeller bättre.”
Men även dessa problem är bara början. Under den korta tid som UAV:en flög över sökområdet samlade kameror och värmekamera tiotusentals bilder. Det var omöjligt att överföra dem till punkten i farten - det fanns ingen internet eller mobilkommunikation ovanför skogen. Därför återvände drönaren till punkten, inspelningarna laddades ner från dess media, spenderade minst en halvtimme på detta, och till slut fick de en sådan mängd material att det inte skulle vara fysiskt möjligt att se det på timmar. I den här situationen använde Vershina-teamet en speciell algoritm som lyfte fram bilder där termiska anomalier upptäcktes. Detta minskade databehandlingstiden.
”Vi såg att inte alla lag som kom till kvalproven förstod vad en skog är. Att i skogen sprider sig radiosignalen annorlunda och går förlorad ganska snabbt”, meddelade Maxim Chizhov vid en presskonferens. ”Vi såg också överraskningen hos lagen när förbindelsen bröts redan på en och en halv kilometers avstånd från startpunkten. För vissa var bristen på internet ovanför skogen en överraskning. Men detta är verkligheten. Det här är skogen där människor går vilse.”
Tekniken baserad på ljus- och ljudfyrar har visat sig väl. Fyra lag nådde finalen, varav tre förlitade sig på detta beslut. Bland dem är "Nakhodka" från Yakutia.
”När vi såg den här djungeln nära Moskva insåg vi direkt att det inte fanns något med drönare att göra där. Varje verktyg behövs för en specifik uppgift, och de är bra för att inspektera stora öppna ytor”, säger Alexander Aitov.
Till semifinalerna hade laget bara tre personer som gick genom skogen och placerade ut fyrar i sökområdet. Och medan många löste tekniska problem, arbetade Nakhodka som räddare. "Du måste använda en icke-agrarisk psykologi när du bara täcker området. Du måste bete dig som en räddare, sätta dig själv i den saknade personens plats, titta på den ungefärliga riktningen där han kan gå, vilka vägar."
Men vid den här tiden var Nakhodka-fyrarna inte längre så enkla som de hade varit i Yakutia för flera år sedan. Med hjälp av Sistema-anslag utvecklade teamets ingenjörer radiokommunikationsteknik. Nu, när en person hittar en fyr, trycker han på en knapp, räddare får omedelbart en signal och vet exakt vid vilken fyr den förlorade personen kommer att vänta på dem. UAV:en behövs inte för sökning, utan för att lyfta upp en radiosignalrepeater i luften och öka sändningsradien för aktiveringssignalen från beacons.
Ytterligare två team har utvecklat hela söksystem baserade på ljudfyrar. Till exempel har MMS Rescue-teamet skapat ett nätverk av bärbara beacons, där varje beacon är en repeater, vilket gör det möjligt att sända en signal om dess aktivering även i avsaknad av direkt radiokommunikation med sökhögkvarteret.
"Vi har en grupp entusiaster som tog på sig den här uppgiften för första gången", säger de. "Vi var involverade i andra branscher - teknik, IT, vi har specialister från rymdområdet. Vi samlades, stormade och bestämde oss för att ta det här beslutet. Huvudkriterierna var låg kostnad och användarvänlighet. Så att människor utan utbildning kan ta det och tillämpa det.”
Ett annat team, Stratonauts, kunde hitta en extra snabbast med en liknande lösning. De utvecklade en speciell applikation som spårade drönarens position, platsen för fyrarna och positionen för alla räddare. Drönaren som levererade beacons fungerade också som en repeater för hela systemet, så att signalen från beacons inte skulle gå vilse i skogen.
"Det var inte lätt. En dag blev vi riktigt blöta. Två av våra personer gick in i skogen genom ett vindfall och de insåg att det var långt ifrån att åka på picknick. Men vi kom tillbaka trötta och glada – trots allt hittade vi personen i båda försöken på bara 45 minuter”, säger Stanislav Yurchenko från Stratonauts.
"Vi använde drönare för att flytta beacons till mitten av zonen för att säkerställa maximal täckning. Drönaren kan bära en beacon på en flygning. Den är lång – men snabbare än en person. Vi använde små kompakta drönare DJI Mavick - en beacon är storleken på den. Detta är det maximala som det kan bära, men det fungerar på en budget. Självklart skulle jag vilja hitta en helt autonom lösning. Med AI, så att drönaren skannar skogen och bestämmer utsläppspunkterna. Vi har nu en operatör, men efter en kilometer, om vi inte använder ytterligare enheter, upphör anslutningen. Därför kommer vi i nästa steg att hitta på något.”
Men inte ett enda team hittade en immobiliserad person, och viktigast av allt, de kom aldrig på hur de skulle göra. Teoretiskt var det bara Vershina-teamet som hade en chans att hitta honom, som trots alla svårigheter kunde hitta mannen och ta sig till finalen med hjälp av en värmekamera och kamera.
"Inledningsvis hade vi idén att använda två drönare av flygplanstyp," säger Alexey Grishaev från Vershina, "Vi utvecklade dem för att bestämma sammansättningen av atmosfären, och vi har fortfarande uppgiften att göra en allväders-UAV. Vi bestämde oss för att prova dem i den här tävlingen. Hastigheten för var och en är från 90 till 260 km/h. UAV:s höga hastighet och unika aerodynamiska egenskaper ger möjligheten att söka i alla väderförhållanden och låter dig snabbt skanna ett givet område."
Fördelen med sådana anordningar är att de inte faller när motorn stängs av, utan fortsätter att glida och landa med fallskärm. Nackdelen är att de inte är lika manövrerbara som quadcoptrar.
Den huvudsakliga Vershina-drönaren är utrustad med en värmekamera och en högupplöst kamera modifierad av teamet, medan den andra drönaren bara har en fotokamera. Ombord på huvud-UAV finns en mikrodator, som, med hjälp av programvara utvecklad av teamet, oberoende upptäcker termiska anomalier och skickar deras koordinater med en detaljerad bild från båda kamerorna. "På detta sätt behöver vi inte titta på allt material live, vilket, för att ge dig en uppfattning, är cirka 12 000 bilder per flygtimme."
Men teamet hade nyligen skapat flygplanstekniken, och det fanns fortfarande många problem med det - med uppskjutningssystemet, med fallskärmen, med autopiloten. "Vi var rädda för att ta honom för test - han kunde bara ramla omkull. Jag ville undvika tekniska problem. Därför tog vi en klassisk lösning - DJI Matrice 600 Pro."
Trots alla svårigheter, på grund av vilka många övergivna kameror och värmekamera, kunde Vershina hitta en extra. Detta krävde mycket arbete, dels med värmekameran, dels med själva sökmetoderna.
Under tre månader testade teamet teknik som gjorde det möjligt för en värmekamera att se marken mellan baldakinerna. "Det var lite tur, eftersom statisternas rutt gick genom sådana skogar att inte en enda värmekamera skulle se någonting. Och om en person är trött och sätter sig någonstans under ett träd, kommer det att vara omöjligt att hitta honom.
Redan från början vägrade vi att helt kamma skogen med våra UAV:er. Istället bestämde vi oss för att leta efter personen genom att flyga över gläntor, gläntor och öppna ytor. Jag kom till platsen i förväg för att studera området och, med hjälp av alla tillgängliga onlinekartor, ritade jag rutter för UAV endast över de platser där en person teoretiskt sett kunde vara synlig."
Enligt Alexey är det mycket dyrt att använda flera drönare samtidigt (en bärare med en teknisk lösning för att söka ombord kostar mer än 2 miljoner rubel), men i slutändan kommer det att bli nödvändigt. Han tror att detta ger en chans att upptäcka en stationär extra. ”Vi ville först leta efter en sängliggande person. Det verkade för oss att vi skulle hitta något mobilt ändå. Och teamen med beacons letade bara efter något som rörde sig.”
Jag frågade Alexander Aitov från Nakhodka-teamet - tror de inte att alla redan har begravt en statisk person i förväg? När allt kommer omkring är beacons värdelösa för honom.
Han tänkte på det. Det verkade för mig som att alla andra team pratade med leenden och glimten i ögonen om att lösa tekniska problem. Killarna från MMS Rescue skämtade om att en tappad fyr kan falla direkt på en liggande person. "Stratonauterna" medgav att detta är en mycket svår superuppgift som det inte finns några idéer för ännu. Och räddaren från Nakhodka talade, som det verkade för mig, med en blandning av sorg och hopp:
— En tre och ett halvt år gammal tjej försvann i vår taiga. Hon tillbringade tolv dagar där och under tio dagar genomfördes en sökning av ett stort antal människor. När de hittade henne låg hon i gräset, nästan osynlig från ovan. Hittas endast genom kamning.
Om beacons placerades... vid tre och ett halvt år är barnet redan vid medvetande. Och kanske skulle hon ha gått fram till honom och tryckt på knappen. Jag tror att en del liv skulle ha räddats.
- Blev hon räddad?
- Hennes ja.
På hösten kommer de fyra återstående lagen att åka till Vologda-regionen, och uppgiften framför dem kommer att vara mycket svårare - att hitta en person i en zon med en radie på 10 kilometer. Det vill säga över en yta på över 300 kvadratkilometer. Under förhållanden där drönaren har en halvtimmes flygning krossas synen av trädtopparna och kommunikationen försvinner efter bara en kilometer. Som Maxim Chizhov säger är inte en enda prototyp redo för sådana förhållanden, även om han tror att alla har en chans. Grigory Sergeev, ordförande för Lisa Alerts sök- och räddningsteam, tillägger:
"Idag är vi redo att använda ett par tekniker som vi har sett, och det kommer att vara effektivt. Och jag uppmanar alla deltagare och icke-deltagare – killar, testa tekniken! Kom och sök med oss! Och då kommer det inte att vara någon hemlighet för någon att skogen är ogenomskinlig för radiosignaler, och värmekameran inte kan se genom kronorna. Min främsta dröm är att hitta fler människor med mindre ansträngning.”
Källa: will.com