Imagine el problema: dos personas se perdieron en el bosque. Uno de ellos sigue siendo móvil, el otro permanece inmóvil y no puede moverse. El punto donde fueron vistos por última vez es conocido. El radio de búsqueda a su alrededor es de 10 kilómetros. Resulta un área de 314 km
2 . Tienes diez horas para buscar utilizando la última tecnología.
Cuando escuché la condición por primera vez, pensé: "pff, espera mi cerveza". Pero luego vi cómo las soluciones avanzadas tropiezan con todo lo que es posible e imposible de tener en cuenta.
En el verano, escribí que unos 20 equipos de ingeniería trataron de resolver el problema decenas de veces más fácilmente, pero lo hicieron al límite, y solo cuatro equipos lo hicieron. El bosque resultó ser un territorio de trucos ocultos, donde la tecnología moderna no tiene poder.
Entonces solo fueron las semifinales de la competencia Odyssey organizada por la fundación caritativa Sistema, cuyo propósito era idear cómo modernizar la búsqueda de personas desaparecidas en la naturaleza. A principios de octubre, el Óblast de Vologda pasó su final. Cuatro equipos enfrentaron el mismo desafío. Fui al lugar para ver uno de los días del concurso. Y esta vez cabalgó con la idea de que la tarea no tiene solución. Pero no esperaba ver un "verdadero detective" para los amantes de la electrónica de bricolaje.
La nieve cayó a principios de este año, pero si vives en Moscú y te levantas tarde, es posible que no la veas. Lo que no se derrita será dispersado por los trabajadores al cien por cien. Se necesitan siete horas para viajar desde Moscú en tren y un par de horas más en automóvil, y verá que el invierno realmente comenzó hace mucho tiempo.
La final tuvo lugar en el distrito de Syamzhensky, cerca de Vologda. Cerca del bosque y un pueblo de tres casas y media, los organizadores de Odyssey establecieron una sede de campo: grandes carpas blancas con pistolas de calor en el interior. Tres equipos ya han buscado en días anteriores. Nadie habló de los resultados, estaban bajo la NDA. Pero las expresiones faciales daban la impresión de que nadie lo había hecho.
Mientras el último equipo se preparaba para la prueba, el resto de los participantes colocaron su equipo en la calle para tomar fotos hermosas de la televisión local, mostraron y explicaron cómo funciona. El equipo de Nakhodka de Yakutia tronó con balizas, por lo que los periodistas entrevistados tuvieron que detenerse.
Pasaron la prueba el día anterior y tuvieron el peor clima. La nieve y el viento racheado ni siquiera permitieron lanzar el dron. No se pudieron colocar muchos faros porque el transporte se estaba rompiendo. Y cuando por fin uno de los dispositivos funcionó, resultó que un árbol cayó al viento y presionó un botón. Sin embargo, el equipo está siendo seguido con curiosidad porque son los motores de búsqueda más experimentados.
- Tengo todo el equipo - cazadores. Llevan mucho tiempo esperando la primera nevada. Verán las huellas de cualquier bestia, como si la estuvieran atrapando. Tuve que contenerlos como perros guardianes ”, dice Nikolai Nakhodkin.
Mientras peinaban el bosque a pie, probablemente podrían haber encontrado un rastro de una persona, pero no habrían contado tal victoria: este es un concurso de tecnología. Por lo tanto, confiaron solo en sus balizas de sonido con un potente sonido de golpe.
Un dispositivo único de hecho. Se puede ver que las personas con gran experiencia lo hicieron. Técnicamente, es muy simple: es una varita de aire ordinaria con un módulo LoRaWAN y con una red MESH implementada en él. Se puede escuchar durante un kilómetro y medio en un bosque. Muchos otros no tienen este efecto, aunque el nivel de volumen es casi el mismo para todos. Pero la frecuencia y configuración correctas dan tales resultados. Personalmente grabé un sonido a una distancia de aproximadamente 1200 metros con un muy buen entendimiento de que este es realmente el sonido de una señal.
Se ven con la tecnología más baja y, al mismo tiempo, tienen la solución más simple, confiable y muy efectiva, digamos, pero con sus propias limitaciones. No podemos tomar y con la ayuda de estos dispositivos encontrar a una persona que esté inconsciente, es decir, estos productos son aplicables solo en un rango muy limitado de situaciones.
- Nikita Kalinovsky, experta técnica de la competencia.
Hoy, el último de los cuatro equipos trabajó: MMS Rescue. Estos son tipos comunes, programadores, ingenieros, ingenieros electrónicos que nunca antes habían estado involucrados en búsquedas.
Su idea era esta: con la ayuda de varios drones de tipo avión, esparce cien o dos pequeñas balizas de sonido sobre el bosque. Se conectan a una red, donde cada unidad es un repetidor de señal de radio, y comienzan a emitir un sonido fuerte. La persona perdida debe escucharlo, encontrarlo, presionar el botón y así transmitir una señal sobre su paradero.
Los UAV están tomando fotos en este momento. El bosque de otoño es casi transparente durante el día, por lo que el equipo esperaba detectar a una persona mentirosa en la foto. En la base, tenían una red neuronal entrenada a través de la cual se conducían todas las imágenes.
En las semifinales de MMS Rescue, las balizas se dispersaron con cuadricópteros comunes, esto fue suficiente para cuatro kilómetros cuadrados. Para cubrir 314 km
2 , necesitas un ejército de helicópteros y, probablemente, varios puntos para lanzar. Por lo tanto, en la final, se unieron con otro equipo que previamente había abandonado la competencia y utilizaron su avión Albatros.
El inicio de la búsqueda estaba programado para las 10 de la mañana. Había un ajetreo terrible frente a él en el campamento. Periodistas e invitados caminaron, los participantes arrastraron equipos para inspección técnica. Sus tácticas de plantar bosques con faros ya no parecían una exageración cuando trajeron y descargaron todos los faros, casi quinientas piezas.
"Cada uno está basado en arduino, por extraño que parezca". Nuestro programador Boris hizo un programa increíble que gestiona todos los accesorios, dice Maxim, un participante en MMS Rescue: “Tenemos un LoRa, nuestra propia placa de diseño con accesorios, mosfets, estabilizadores, un módulo GPS, una batería recargable y una sirena de 12 V.
Cada faro cuesta alrededor de 3 mil, a pesar del hecho de que los chicos de cada rublo estaban en la cuenta. El desarrollo y la producción fueron solo dos meses. Para la mayoría de los miembros del equipo, el proyecto MMS Rescue no es la actividad principal. Por lo tanto, regresaron del trabajo y se dedicaron a la preparación hasta altas horas de la noche. Cuando llegaron las piezas, ensamblaron y soldaron manualmente todo el equipo. Pero el experto técnico de la competencia no quedó impresionado:
"Me gusta menos su solución". Tengo grandes dudas de que luego recogerán los trescientos faros que trajeron aquí. Más bien, cómo: los obligaremos a recolectar, pero no el hecho de que resultará. La búsqueda en sí misma, muy probablemente, funcionará si planta muchos, pero no me gustó la configuración de caída o la configuración de las propias balizas.
- La tecnología del faro reduce la cantidad de kilómetros recorridos por pies. Los faros, que se dispersarán ahora, sugieren una nueva caminata en el bosque para su recolección. Y será una distancia que no reducirá la cantidad de trabajo humano. Es decir, la tecnología en sí está bien, pero tal vez necesite pensar en tácticas para dispersarse, para que luego sea más fácil de recopilar, dice Grigory Sergeyev de Lisa Alert.
A doscientos metros del campamento, la tripulación de drones equipó la plataforma de lanzamiento. Cinco aviones Cada uno despega con la ayuda de un tirachinas, lleva cuatro faros a bordo, los dispersa en unos 15 minutos, regresa y aterriza con un paracaídas.
Cazadores desaparecidosDespués del inicio de la búsqueda, el campamento comenzó a vaciarse. Los periodistas se separaron, los organizadores se dispersaron por las carpas. Decidí quedarme todo el día y ver cómo funcionaría el equipo. Algunos de los participantes todavía estaban involucrados en el control de aviones no tripulados, algunos se subieron al automóvil y condujeron a través del bosque para instalar faros a lo largo de las carreteras de forma manual. Maxim se quedó en el campamento para monitorear cómo se está desplegando la red y recibir señales de los faros. Me contó más sobre este proyecto.
- Ahora estamos viendo cómo se despliega la red de faros, vemos faros que aparecieron en la red, lo que les sucedió cuando los vimos por primera vez y lo que está sucediendo ahora, vemos sus coordenadas. La tabla se llena con datos.
- ¿Sentado y esperando una señal?
- En términos generales, sí. Simplemente nunca hemos dispersado 300 faros. Por lo tanto, miro cómo puedes usar los datos de ellos.
- ¿Por qué principio los dispersas?
"Tenemos un programa que analiza el terreno y considera dónde deben dejarse caer los faros". Ella tiene su propio conjunto de reglas, por lo que mira hacia el bosque y ve un camino. Primero, ofrecerá arrojar faros a lo largo de ella, y luego irá al bosque, porque cuanto más profundo, menos probable es que haya una persona allí. Esta es una práctica expresada por equipos de rescate y personas que se perdieron. Hace poco leí que un niño desaparecido fue encontrado a 800 metros de su casa. 800 metros - no 10 km.
Por lo tanto, primero miramos lo más cerca posible del área de entrada probable. Si una persona llegó allí, entonces probablemente todavía esté allí. De lo contrario, ampliaremos gradualmente el límite de búsqueda. El sistema simplemente crece alrededor del punto probable de presencia humana.
Esta táctica resultó ser la opuesta a la utilizada por los motores de búsqueda experimentados de Nakhodka. Por el contrario, calcularon la distancia máxima que una persona puede recorrer desde el punto de entrada, colocaron balizas alrededor del perímetro y luego cerraron el anillo, reduciendo el radio de búsqueda. Al mismo tiempo, los faros se organizaron para que una persona no pueda ir más allá del anillo sin escucharlos.
- ¿Qué desarrollaste específicamente para el final?
- Tenemos muchas cosas que han cambiado. Realizamos muchas pruebas, medimos diferentes antenas en un bosque, medimos la distancia de recorrido de la señal. En ensayos anteriores, tuvimos tres faros. Los llevamos a pie y los sujetamos a los troncos de los árboles a poca distancia. Ahora la carcasa está adaptada para reiniciar desde un avión no tripulado.
Cae desde una altura de 80-100 metros a una velocidad de dron de 80-100 km / h, más el viento. Inicialmente, planeamos hacer la forma del cuerpo en forma de cilindro con un ala sobresaliendo. Querían colocar el centro de gravedad en forma de baterías en la parte inferior del casco, y la antena se elevaría automáticamente para lograr una buena comunicación entre los faros en el bosque.
"¿Pero no lo hicieron?"
"Sí, porque el ala en la que insertamos la antena era un obstáculo para el avión". Por lo tanto, llegaron a la forma de un ladrillo. Además, trataron de resolver el problema de la nutrición, ya que cada elemento es pesado, es necesario meter la masa mínima en un edificio pequeño mientras se mantiene la máxima cantidad de energía para que el faro no muera en una hora.
Software modificado 300 faros en la misma red pueden interrumpirse entre sí, por lo que hicimos el espacio. Hay una gran tarea compleja.
Es necesario que nuestras sirenas de 12 V griten según sea necesario, que el sistema dure al menos 10 horas, para que el arduino no se reinicie cuando LoRa esté encendido, de modo que no haya captaciones del tweeter, porque hay un dispositivo de refuerzo que proporciona 40 V de 12.
- ¿Y qué hacer con la persona mentirosa?
- Desafortunadamente, nadie dio una respuesta confiable a esta pregunta. Parecería más sabio buscar con perros el olor a lo largo de los árboles caídos. Pero resultó que los perros son encontrados por mucha menos gente. Si la persona perdida yace en algún lugar del cortavientos, teóricamente se puede fotografiar y reconocer desde el dron. Tenemos dos aviones volando con dicho sistema, recopilamos datos en el aire y los analizamos en la base.
- ¿Cómo analizarás las fotos? ¿Mira a través de todo con tus ojos?
- No, tenemos una red neuronal entrenada.
- ¿Sobre que?
- Sobre los datos que nosotros mismos recopilamos.
Cuando pasaron las semifinales, los expertos dijeron que aún queda mucho trabajo por hacer para buscar personas que utilicen análisis fotográficos. Ideal cuando el dron analiza imágenes en tiempo real a bordo utilizando una red neuronal capacitada en una gran cantidad de datos. En realidad, los equipos tuvieron que pasar mucho tiempo para descargar las imágenes en la computadora, y aún más para verlas, porque nadie tenía una solución que funcionara.
- Ahora las redes neuronales se usan en lugares, y se implementan tanto en computadoras personales, en tableros de Nvidia Jetson como en los propios aviones. Pero todo esto es tan crudo, tan poco estudiado, dice Nikita Kalinovsky, que, como la práctica ha demostrado, el uso de algoritmos lineales en estas condiciones funcionó de manera mucho más eficiente que las redes neuronales. Es decir, determinar una persona por el punto en la imagen desde la cámara termográfica utilizando algoritmos lineales de acuerdo con la forma del objeto dio un efecto mucho mayor. La red neuronal no ha encontrado casi nada.
- Porque no había nada que enseñar?
- Afirmaban que les enseñaban, pero los resultados fueron extremadamente controvertidos. Ni tan controvertido, eran casi inexistentes. Existe la sospecha de que se les enseñó incorrectamente o se les enseñó de manera incorrecta. Si aplica correctamente las redes neuronales en estas condiciones, lo más probable es que den un buen resultado, pero debe comprender toda la metodología de búsqueda.
- Recientemente lanzamos una
historia con una neurona Beeline , dice Grigory Sergeyev, - Mientras estuve aquí en el concurso, esta cosa encontró a una persona en la región de Kaluga. Es decir, aquí hay una aplicación real de las tecnologías modernas, es realmente útil para la búsqueda. Pero es muy importante tener un medio que vuele durante mucho tiempo y le permita no manchar fotos, especialmente al amanecer y al atardecer, cuando prácticamente no hay luz en el bosque, pero puede ver algo más. Si la óptica lo permite, esta es una muy buena historia. Además, todos están experimentando con cámaras termográficas. En principio, la tendencia es correcta y la idea es correcta: la cuestión del precio siempre es preocupante.
Tres días antes, el primer día de la final, la búsqueda fue realizada por el equipo "Top", quizás el más avanzado tecnológicamente de los finalistas. Si todos confiaban en las balizas, el arma principal de este equipo era una cámara termográfica. Para encontrar un modelo de mercado que sea capaz de ofrecer al menos algún tipo de resultado, refinarlo y personalizarlo, todo esto fue una aventura separada. Como resultado, algo sucedió, y escuché susurros entusiastas cuando se encontraron un castor y varios alces con una cámara termográfica en el bosque.
Realmente me gustó la decisión de este equipo precisamente por ideología: los muchachos están buscando por medios técnicos sin atraer fuerzas terrestres. Tenían una cámara termográfica más una cámara tricolor. Buscaron solo por vuelo, mientras encontraban personas. No diré si encontraron el que necesitaban o no, pero encontraron personas y animales. El objeto en la cámara termográfica y el objeto en la cámara tricolor se compararon por coordenadas, y se determinó que era exactamente de acuerdo con dos imágenes.
Tengo preguntas sobre la implementación: la sincronización de la cámara termográfica y la cámara se realizó sin cuidado. Idealmente, el sistema funcionaría si hubiera un par estéreo en él: una cámara monocromática, una cámara tricolor, una cámara termográfica y todo funciona en un solo sistema de tiempo. Esto no estaba aquí. La cámara funcionaba en un sistema, la cámara termográfica en uno separado, y debido a esto tenían artefactos. Y si la velocidad del letak fuera un poco más alta, ya daría distorsiones muy fuertes.
- Nikita Kalinovsky, experta técnica de la competencia.
Más categóricamente sobre cámaras termográficas habló Grigory Sergeev. Cuando le pregunté su opinión sobre esto en el verano, dijo que las cámaras termográficas eran solo una fantasía, y en diez años el equipo de búsqueda nunca había encontrado a nadie con su ayuda.
- Hoy veo una caída en los precios y la aparición de modelos chinos. Pero si bien sigue siendo extremadamente caro, dejar caer tal cosa es dos veces más doloroso que el propio dron. Una cámara termográfica que puede mostrar algo cuesta decentemente más de 600 mil. El segundo Mavik cuesta alrededor de 120. Además, el UAV ya puede mostrar algo, pero la cámara termográfica necesita condiciones específicas. Si para una cámara termográfica podemos comprar seis Maviks sin una cámara termográfica, naturalmente actuaremos Mavikov. No vale la pena imaginar que encontraremos a alguien debajo de las coronas, no encontraremos a nadie, las coronas no son transparentes para el invernadero.
Mientras discutíamos todo esto, no había mucha actividad en el campamento. Los vehículos aéreos no tripulados despegaron y despegaron, en algún lugar en la distancia, el bosque estaba rodeado de faros, pero no había señales de ellos, aunque la mitad del tiempo asignado ya había pasado.
A la hora sexta, noté que los chicos comenzaron a hablar activamente por el walkie-talkie, Maxim se sentó frente a la computadora, muy alarmado y serio. Traté de no entrometerme con las preguntas, pero después de unos minutos se acercó a mí mismo, silenciosamente exhausto. Una señal vino de los faros. Pero no de uno, sino de varios a la vez. Con el tiempo, más de la mitad de las unidades emitieron la señal SOS.
En tal situación, creo que estos son problemas con el software: la misma falla mecánica no puede salir simultáneamente en tantos dispositivos.
"Realizamos las pruebas doscientas veces". No hubo problemas No puede ser software.
Unas horas más tarde, la base de datos se llenó de señales falsas y un montón de datos innecesarios. Si al menos uno de los faros funcionaba presionando, Max no tenía idea de cómo determinarlo. Sin embargo, se sentó y comenzó a clasificar manualmente todo lo que provenía de los dispositivos.
Teóricamente, el verdadero perdido podría encontrar el faro, llevárselo y seguir adelante. Entonces, tal vez, los chicos detectarían movimiento en una de las unidades. ¿Cómo se comportará el estadístico que representa a los perdidos? También tomar o ir a la base sin un dispositivo?
Alrededor de las seis en punto, los muchachos que estaban involucrados en un avión no tripulado llegaron a la sede. Subieron fotografías y encontraron en uno de ellos rastros muy claros de una persona.
Las huellas pasaron una delgada franja entre los árboles y se escondieron fuera de la fotografía. Los chicos miraron las coordenadas, compararon la foto con el mapa y vieron que estaba al borde de su zona de vuelo. Las pistas van hacia el norte, donde el dron no voló. La foto fue tomada hace más de cinco horas. En el walkie-talkie, alguien preguntó qué hora era. Le respondieron: "ahora es el momento de nuestro vuelo".
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— — - - , — , — , . Todavía no estamos en el escenario cuando la gente de Boston Dynamics camina por el bosque, fumamos al borde del bosque y esperamos que nos traigan a la abuela desaparecida. Pero si no te mueves en esta dirección, no muevas todo el pensamiento científico, no pasará nada. Necesitamos entusiasmar a la comunidad, necesitamos personas pensantes.