Bio radar, dron de cartón y salchicha voladora - Nikita Kalinovsky sobre las buenas y malas tecnologías de búsqueda

Hace unos días, terminó la competencia Odyssey, en la que los equipos de ingeniería buscaban la mejor tecnología para encontrar personas desaparecidas en el bosque. En el verano hablé sobre las semifinales , y ayer publiqué un excelente informe de las finales .

Los organizadores establecieron una tarea enormemente difícil: encontrar dos personas en un área de 314 km ² en 10 horas. Las ideas eran diferentes, pero (spoiler) nadie logró. Uno de los expertos técnicos de la competencia fue Nikita Kalinovsky. Discutí con los participantes, sus soluciones, y también pregunté qué otras ideas se recordaron en todas las etapas de la competencia.

Si ya ha leído el informe sobre el final, aquí encontrará algunos comentarios. Esta es solo una entrevista completa con una edición mínima.

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Si no ha leído más de un artículo en esta serie, contaré brevemente el contexto.

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- ¿Qué haces fuera de competición?
- Grupo de empresas INTEC, la ciudad de Tomsk. El área principal es el diseño industrial, el desarrollo de la electrónica y el software, incluidos los integrados. Tenemos nuestra propia pequeña producción experimental y de pequeña escala, ayudamos a llevar el producto de la idea a la producción en masa. Uno de nuestros proyectos más famosos es el proyecto NIMB, que hemos estado desarrollando desde 2015. En 2018, recibimos el premio Red Dot Design Award con este proyecto. Este es uno de los premios más prestigiosos en el mundo del diseño industrial.

- ¿Qué está haciendo esta cosa?
- Este es un anillo de seguridad, un botón de alarma en el que el usuario hace clic cuando ocurre un evento de alarma. Parece un anillo de dedo ordinario. En su parte inferior hay un botón, dentro de un módulo Bluetooth para la comunicación con un teléfono inteligente, un microelectromotor para indicación táctil, una batería, un LED de tres colores. La base es una tabla combinada flexible-rígida. La parte principal del cuerpo es de metal, la cubierta es de plástico. Este es un proyecto bastante conocido. En 2017, recaudaron alrededor de 350 mil dólares en Kickstarter.

- ¿Cómo te gusta aquí? ¿Los equipos cumplen con las expectativas?
- En algunos equipos, las personas tienen una amplia experiencia en búsquedas, han estado en el bosque más de una vez y han llevado a cabo tales eventos más de una vez. Entienden bien cómo encontrar a una persona en condiciones reales, pero entienden muy mal en tecnología. En otros equipos, los muchachos están muy versados ​​en tecnología, pero no tienen idea de cómo moverse por el bosque en verano, invierno y otoño.

- ¿No hay término medio?
- No lo he visto todavía. La opinión general de todos los expertos es la siguiente: si combina todos los equipos, los lleva a una sola colaboración, los obliga a combinar soluciones, toma lo mejor de cada uno y los implementa, obtendrá un complejo muy interesante. Naturalmente, es necesario terminarlo, llevarlo a una buena condición de supermercado y llevarlo a su presentación final. Sin embargo, esta será una decisión genial que realmente se puede usar y que realmente salvará vidas.

Pero individualmente, cada una de las soluciones no es totalmente efectiva. En algún lugar que carece de todo tipo de clima, en algún lugar que carece durante todo el día, alguien no está buscando personas inconscientes. Siempre debe acercarse de manera integral y, lo que es más importante, siempre debe comprender que existe una cierta teoría de búsqueda de personas y que el complejo debe corresponder a esta teoría.

Ahora las decisiones son húmedas. Aquí puede ver dos clases de proyectos: el primero: sistemas muy simples y muy confiables que funcionan. Esas balizas de sonido que trajeron los chicos de Yakutia, el equipo de Nakhodka es un dispositivo único. Se puede ver que las personas con gran experiencia lo hicieron. Técnicamente, es muy simple, es una señal neumática ordinaria con un módulo LoRaWAN y una red MESH implementada en él.

"¿Qué tiene de especial ella?"
- Se la puede escuchar durante un kilómetro y medio en el bosque. Para muchos otros, este efecto no se observa, aunque el nivel de volumen es casi el mismo para todos. Pero la frecuencia correcta y la configuración de la señal neumática dan tales resultados. Personalmente grabé el sonido a una distancia de aproximadamente 1200 metros, con un muy buen entendimiento de que este es realmente el sonido de la señal y la dirección hacia ella. En la vida real, esto funciona bien.

- Al mismo tiempo, se ve más no tecnológica.
- Realmente lo es. Están hechos de una pieza de tubería de PVC, con la solución más simple, confiable y muy efectiva. Pero con sus limitaciones. No podemos tomar y con la ayuda de estos dispositivos encontrar a una persona que está inconsciente.

- La segunda clase de proyectos?
- La segunda clase son soluciones técnicas complejas que implementan varios modelos de búsqueda específicos: búsqueda usando cámaras térmicas, combinando imágenes térmicas y tricolores, drones y más.

Pero, todo es muy crudo allí. Redes neuronales de uso local. Se implementan en computadoras personales, en placas nvidia jetson, en los aviones mismos. Pero todo esto todavía está poco educado. Y como ha demostrado la práctica, 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, por área y por la forma del objeto, dio un efecto mucho mayor. La red neuronal no encontró casi nada.

"¿Porque no había nada que enseñarle?"
- Afirmaban que les enseñaban, pero los resultados fueron extremadamente controvertidos. Ni tan controvertido, eran casi inexistentes. Las redes neuronales no se han mostrado aquí. 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.

- Dicen que las redes neuronales son prometedoras. Si los haces geniales, entonces funcionarán. Sobre la cámara termográfica, por el contrario, dicen que es inútil en cualquier caso.
- Sin embargo, el hecho fue registrado. La cámara termográfica realmente está buscando personas. Al igual que con las redes neuronales, debe comprender que estamos hablando de herramientas. Si tomamos un microscopio, entonces para examinar objetos pequeños. Si martillamos un clavo, entonces es mejor no usar un microscopio. Con la cámara termográfica y las redes neuronales de todos modos. Una herramienta correctamente ajustada y aplicada correctamente en las condiciones adecuadas da un buen resultado. Si usamos la herramienta de manera incorrecta e incorrecta, es natural que no obtengamos el resultado.

"Bueno, ¿cómo usar una cámara termográfica si aquí se dice que incluso un muñón podrido produce más calor que una abuela desaparecida?"
"Ya no más". Comprobado, observado, no más. El hombre tiene un patrón claro. Debe comprender que una persona es un objeto muy específico. Además, en diferentes épocas del año, estos son objetos diferentes. Si hablamos del verano, entonces este es un hombre con una camiseta ligera o una camiseta o camisa, que brilla con una potente mancha en la cámara termográfica. Si hablamos de otoño, de invierno, entonces vemos una cabeza cubierta con una capucha con el resto del rastro de calor que queda fuera de la capucha o debajo del sombrero, manos luminosas: todo lo demás está oculto por la ropa.

Por lo tanto, se puede ver a una persona en la cámara termográfica, claramente visible, yo mismo lo vi con mis propios ojos. Otra cuestión es que los jabalíes, los alces y los osos también se pueden ver claramente, y es necesario filtrar muy claramente lo que todavía estamos observando. No puede administrar con una cámara termográfica, simplemente no puede tomarla, mostrarla en la cámara termográfica y decir que resolverá todos nuestros problemas. No, debe haber un complejo. El complejo debe incluir una cámara de tres colores, que ofrece una imagen a todo color o LED monocromáticos retroiluminados. Debería estar con algo más, porque la cámara termográfica en sí misma solo da puntos.

- De los equipos que ahora están en la final, ¿quién es el mejor?
- No mascotas, para ser honesto. Puedo arrojar un ladrillo sólido a todos. Digamos que realmente me gustó la decisión del primer equipo "Top". Acaban de tener una cámara termográfica más una cámara tricolor. Me gustó la ideología. Los chicos están buscando por medios técnicos sin atraer fuerzas terrestres, no tenían tripulaciones móviles en absoluto, solo buscaron con drones, mientras encontraban personas. No diré si encontraron el que necesitaban o no, pero encontraron personas y animales. Si comparamos las coordenadas del objeto en la cámara termográfica y el objeto en la cámara tricolor, entonces podemos identificar el objeto y determinar si la persona está allí.

Tengo preguntas sobre la implementación, la sincronización de la cámara termográfica y la cámara se realizó sin cuidado, prácticamente no estaba allí. Idealmente, el sistema debe tener un par estéreo, una cámara monocromática, una cámara tricolor y una cámara termográfica, y todos funcionan en un sistema de tiempo único. Esto no estaba aquí. La cámara funcionaba en un sistema separado, la cámara termográfica en un sistema separado y tenían artefactos debido a esto. Si la velocidad del dron es ligeramente mayor, esto ya daría una distorsión muy fuerte.

"¿Volaron un helicóptero o había un avión?"
- No había nadie aquí helicóptero. Por el contrario, uno de los equipos lanzó helicópteros, pero era una función puramente técnica proporcionar comunicación en el área de búsqueda. El repetidor Lorovsky estaba colgado de ellos, y proporcionaba comunicación en un radio de 5 kilómetros.

Como resultado, todos los aviones de búsqueda aquí son del tipo de avión. Esto conlleva sus propios problemas, porque no es fácil despegar y aterrizar. Por ejemplo, ayer, las condiciones climáticas impidieron que el equipo de Nakhodka lanzara su dron. Pero diría esto: el dron, que estaba en su arsenal, no los habría ayudado en la forma en que ahora está configurado.

- En las semifinales, querían usar el dron solo para el relevo.
- El avión no tripulado en Nakhodka fue hecho para tomar fotos y notificar videos. Hay una sirena de alarma, una cámara termográfica y una cámara a color. Al menos esto es lo que escuché de ellos. Ni siquiera lo desempacaron ayer. Cuando lo trajeron, estaba lleno. Pero incluso si lo hubieran conseguido, probablemente no lo habrían utilizado. Tienen una táctica completamente diferente: buscaron con los pies.

Hoy, los chicos quieren plantar el bosque con faros y encontrar a una persona con la ayuda de ellos. Me gusta menos esta solución. Tengo grandes dudas de que luego serán recogidos por los 350 faros que trajeron aquí. O más bien, los obligaremos a recolectar, pero no el hecho de que recolectarán todo. Sobre todo me gustó la decisión del primer equipo, porque implica un rechazo completo de las fuerzas terrestres.

"¿Solo por eso?" Después de todo, si realmente toma la cantidad de un área tan grande, puede funcionar.
- Lo más probable es que funcione, pero no me gustó la configuración de caída o la configuración de las propias balizas.

- Había un ladrillo para los Stratonauts.
"Los Stratonauts tienen una solución genial". Si lo hicieran de la manera que querían hacerlo, habrían tenido éxito. Pero también tuvieron problemas con los vehículos voladores.

Han creado un sistema para proporcionar grupos de búsqueda. El énfasis principal está en las fuerzas terrestres móviles. Dan balizas, proporcionan comunicación con grupos y se comunican con faros terrestres para desplegar grupos de búsqueda en los puntos correctos y en las direcciones correctas. Tienen globos con repetidores que proporcionan comunicación sobre el área. Tienen faros fijos con base en tierra, pero hay muy pocos de ellos, y ellos mismos admiten que los hicieron en el último momento, y no tienen esta unidad táctica básica: los hicieron por el bien de la prueba. Son pocos y no han hecho una contribución especial a las tácticas.

La táctica principal era que cada motor de búsqueda del grupo tiene su propio rastreador personal, que está integrado en una única red de información con la sede. Ellos ven claramente quién está en qué lugar. Hay un peinado en tiempo real, la dirección se ajusta.

- Todo se ve para que realmente quieras combinarlo en uno.
Sí, absolutamente. Grigory Sergeyev y yo fuimos, él mira y dice: "Maldita sea, qué cosa tan genial, lo tendría", llegamos a los demás - "Maldita sea, qué cosa tan genial, lo tendría", llegamos al tercero - "Maldita sea, qué cosa tan genial "Hubiera encontrado un hombre allí y allá".

Por separado, son soluciones sectoriales buenas para ciertas condiciones. Si los combina, resulta un complejo muy bueno, que tiene un solo campo de comunicación, hay un despliegue del sistema a larga distancia con la ayuda de globos, hay un sistema de seguimiento y control de las fuerzas terrestres en tiempo real, hay balizas que golpean a un alcance suficientemente largo y pueden Uso adecuado y disección del área de búsqueda en sectores para proporcionar una alarma a una persona para que vaya a ellos, y luego todo se convierte en una cuestión de tecnología. Hay tiempo de vuelo, se utilizan algunas fuerzas, no hay tiempo de vuelo, otros, noche, tercero.

"Pero todo es desastrosamente caro".
- Algo caro, algo no.

"Por ejemplo, un avión no tripulado que ahora está despegando, probablemente se parezca a un Boeing".
- Sí, su costo es bastante alto. Pero debe comprender que con el uso adecuado, esta es una compra única. Necesita comprar una vez, y luego simplemente llevar a todo el país y aplicar. Tal inversión única en manos hábiles durará lo suficiente si se mantiene y opera adecuadamente.

- Cuando miraste las aplicaciones para la competencia, ¿hubo algo que te gustó pero no llegaste a la final?
- Había muchas cosas graciosas.

- ¿Cuál es la cosa más divertida de recordar?
- El radar radar suspendido en un globo fue muy memorable. Me reí por mucho tiempo.

"Incluso da miedo preguntar qué es".
- El truco es que esta es una muy buena manera de determinar. La bioradiolocalización tiene como objetivo determinar exactamente los objetos vivos biológicos en el contexto de todo lo demás que se refleja. Usualmente se usa oscilación torácica, pulso. Para hacer esto, se utilizan radares de muy alta frecuencia por debajo de 100 GHz, brillan a una distancia bastante buena y brillan a través del bosque de 150 a 200 metros de profundidad.

"Entonces, ¿por qué es gracioso?"
- Porque esto solo funciona cuando se instala permanentemente, y querían colgarlo en un globo. Y dicen: "este es un objeto estacionario". Ahora estamos mirando un globo, es una salchicha constantemente, y quieren colgarle una cosa que debe estar bien atornillada al suelo, de lo contrario habrá una imagen que no se entenderá nada en absoluto.

Todavía eran muy divertidos los vehículos aéreos no tripulados de cartón.

- Cartón?
- Sí, drones de cartón. Fue muy divertido Avión pegado de cartón y pintado con barniz. Voló justo cuando Dios pone su alma. Los chicos querían que volara en una dirección, y voló a cualquier lugar, solo que no en el que era necesario, y finalmente se estrelló, salvándose del tormento.

Muy divertido fue "un bagel volador que se puede reconfigurar en una salchicha voladora", una cita real de la aplicación. Se toma la trenza exterior de la manguera contra incendios, se retira el caucho, se infla y se convierte en un tubo largo retorcido en ambos lados. Lo conectan, y resulta un panecillo volador, en el que cuelgan la cámara. Y que un bagel se puede transformar fácilmente en una salchicha voladora: todos se reían de la salchicha. Por qué, por qué salchichas, no está claro, pero fue muy divertido.

- Escuché sobre los cubos que se colocan en el suelo, y leen vibraciones y pasos.
- Sí, de hecho, había tales cosas. Debe comprender que la cosa está funcionando bastante bien. Conozco varios productos comerciales que funcionan de esa manera. Este es un sismógrafo de seguridad para sistemas de soporte perimetral. Pero esto se usa exclusivamente para infraestructura crítica e instalaciones militares. Sé que en las estaciones de bombeo de gas hay sistemas de control de acceso de tres niveles, el primero de los cuales son solo sismógrafos.

- Suena un poco prometedor. ¿Por qué no entonces?
- El hecho es que una cosa es proteger el perímetro cerrado del objeto de infraestructura crítica con un área pequeña, y otra es plantar todo el bosque con estos sismógrafos. Su rango es muy pequeño y, lo más importante, apenas se puede distinguir entre un jabalí corriendo, un hombre corriendo y un oso corriendo. Teóricamente, puede, por supuesto, si enciende el dispositivo correctamente, pero todo esto complica enormemente la técnica, existen métodos mucho más fáciles, según me parece.

Se recomendó a todos ir a los cuartos de final, a todos se les recomendó probar suerte. Los que vemos aquí son aquellos que realmente lograron encontrar personas. Todas las demás personas no lo encontraron, por lo que la competencia, me parece, es bastante objetiva. Puede, por ejemplo, confiar en la opinión de expertos, no puede confiar, pero el hecho permanece: encontrado o no encontrado.