Bio-Radar, Pappdrohne und Flugwurst - Nikita Kalinovsky über gute und schlechte Suchtechnologien

Vor einigen Tagen endete der Odyssey-Wettbewerb, bei dem Ingenieurteams nach der besten Technologie suchten, um im Wald vermisste Personen zu finden. Im Sommer habe ich über das Halbfinale gesprochen und gestern einen großartigen Bericht über das Finale veröffentlicht .

Die Organisatoren stellten sich eine enorm schwierige Aufgabe - in 10 Stunden zwei Personen auf einer Fläche von 314 km ² zu finden. Die Ideen waren unterschiedlich, aber (Spoiler) niemand schaffte es. Einer der technischen Experten des Wettbewerbs war Nikita Kalinovsky. Ich diskutierte mit den Teilnehmern über ihre Lösungen und fragte auch, an welche anderen Ideen in allen Phasen des Wettbewerbs erinnert wurde.

Wenn Sie den Bericht über das Finale bereits gelesen haben, werden Sie hier einige Bemerkungen treffen. Dies ist nur ein vollständiges Interview mit minimaler Bearbeitung.

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Wenn Sie nicht mehr als einen Artikel in dieser Reihe gelesen haben, werde ich kurz auf den Kontext eingehen.

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- Was machst du außerhalb des Wettbewerbs?
- Unternehmensgruppe INTEC, Stadt Tomsk. Der Hauptbereich ist Industriedesign, Entwicklung von Elektronik und Software, einschließlich Embedded. Wir haben unsere eigene kleine experimentelle und kleine Produktion, wir helfen, das Produkt von der Idee zur Massenproduktion zu bringen. Eines unserer bekanntesten Projekte ist das NIMB-Projekt, das wir seit 2015 entwickeln. 2018 erhielten wir mit diesem Projekt den Red Dot Design Award. Dies ist eine der renommiertesten Auszeichnungen in der Welt des Industriedesigns.

- Was macht das Ding?
- Dies ist ein Sicherheitsring, eine Alarmtaste, auf die der Benutzer klickt, wenn ein Alarmereignis auftritt. Es sieht aus wie ein gewöhnlicher Fingerring. Im unteren Teil befindet sich eine Taste in einem Bluetooth-Modul zur Kommunikation mit einem Smartphone, ein Mikroelektromotor zur taktilen Anzeige, ein Akku und eine dreifarbige LED. Die Basis ist eine kombinierte flexibel-starre Platte. Der Hauptteil des Körpers besteht aus Metall, die Abdeckung aus Kunststoff. Dies ist ein ziemlich bekanntes Projekt. Im Jahr 2017 sammelten sie rund 350.000 Dollar bei Kickstarter.

- Wie gefällt es dir hier? Erfüllen die Teams die Erwartungen?
- In einigen Teams haben die Leute umfangreiche Erfahrung in der Suche, sie waren mehr als einmal im Wald und haben solche Veranstaltungen mehr als einmal durchgeführt. Sie verstehen gut, wie man eine Person unter realen Bedingungen findet, aber sie verstehen sich in der Technologie sehr schlecht. In anderen Teams sind die Jungs sehr technisch versiert, haben aber absolut keine Ahnung, wie sie sich im Sommer, Winter und Herbst durch den Wald bewegen sollen.

- Es gibt keinen Mittelweg?
- Ich habe es noch nicht gesehen. Die allgemeine Meinung aller Experten lautet: Wenn Sie alle Teams zusammenfassen, sie zu einer einzigen Zusammenarbeit zusammenführen, sie dazu zwingen, Lösungen zu kombinieren, das Beste aus jedem herauszuholen und sie umzusetzen, erhalten Sie ein sehr cooles Set. Es ist natürlich notwendig, es zu beenden, es in einen gesunden Lebensmittelzustand zu bringen und es zu seiner endgültigen Präsentation zu bringen. Dies wird jedoch eine sehr coole Entscheidung sein, die wirklich genutzt werden kann und die wirklich Leben retten wird.

Jede einzelne Lösung ist jedoch nicht vollständig wirksam. An einem Ort, an dem es an Allwetter mangelt, an einem Ort, an dem es rund um die Uhr mangelt, sucht jemand nicht nach bewusstlosen Menschen. Sie müssen immer umfassend vorgehen und vor allem müssen Sie immer verstehen, dass es eine bestimmte Theorie der Personensuche gibt und der Komplex dieser Theorie entsprechen sollte.

Jetzt sind die Entscheidungen feucht. Hier sehen Sie zwei Klassen von Projekten: die erste - sehr einfache und sehr zuverlässige Systeme, die funktionieren. Diese Sound Beacons, die die Jungs aus Jakutien mitgebracht haben, das Nakhodka-Team ist ein einzigartiges Gerät. Es ist zu sehen, dass Menschen mit großer Erfahrung es getan haben. Technisch ist es sehr einfach, es ist ein gewöhnliches pneumatisches Signal mit einem LoRaWAN-Modul und einem darauf implementierten MESH-Netzwerk.

"Was ist so einzigartig an ihr?"
- Sie ist anderthalb Kilometer im Wald zu hören. Bei vielen anderen wird dieser Effekt nicht beobachtet, obwohl die Lautstärke für alle ungefähr gleich ist. Die richtige Frequenz und Konfiguration des pneumatischen Signals liefern jedoch solche Ergebnisse. Ich persönlich habe den Ton in einer Entfernung von ungefähr 1200 Metern aufgenommen, mit einem sehr guten Verständnis, dass dies wirklich der Ton des Signals und die Richtung dazu ist. Im wirklichen Leben funktioniert dieses Ding gut.

- Gleichzeitig sieht sie am wenigsten technologisch aus.
- Das ist tatsächlich so. Sie bestehen aus einem Stück PVC-Rohr und bieten die einfachste, zuverlässigste und effektivste Lösung. Aber mit seinen Grenzen. Wir können nicht nehmen und mit Hilfe dieser Geräte eine Person finden, die bewusstlos ist.

- Die zweite Klasse von Projekten?
- Die zweite Klasse sind komplexe technische Lösungen, die verschiedene spezifische Suchmodelle implementieren - Suche mit Wärmebildkameras, Kombination von Wärme- und Dreifarbenbildern, Drohnen und mehr.

Aber dort ist alles sehr roh. Lokal genutzte neuronale Netze. Sie werden auf PCs, auf NVIDIA Jetson-Boards und im Flugzeug selbst eingesetzt. Aber das alles ist immer noch unterausgebildet. Und wie die Praxis gezeigt hat, funktionierte die Verwendung linearer Algorithmen unter diesen Bedingungen viel effizienter als bei neuronalen Netzen. Das heißt, die Bestimmung einer Person anhand des Punkts im Bild aus der Wärmebildkamera unter Verwendung linearer Algorithmen, nach Fläche und nach Form des Objekts ergab einen viel größeren Effekt. Das neuronale Netz hat fast nichts gefunden.

"Weil es nichts gab, was sie lehren konnte?"
- Sie gaben an, unterrichtet zu werden, aber die Ergebnisse waren äußerst kontrovers. Nicht einmal so kontrovers - sie waren fast nicht vorhanden. Neuronale Netze haben sich hier nicht gezeigt. Es besteht der Verdacht, dass sie entweder falsch oder falsch unterrichtet wurden. Wenn Sie neuronale Netze unter diesen Bedingungen korrekt anwenden, liefern sie höchstwahrscheinlich ein gutes Ergebnis, aber Sie müssen die gesamte Suchmethode verstehen.

- Sie sagen, dass neuronale Netze vielversprechend sind. Wenn Sie sie cool machen, werden sie funktionieren. Über die Wärmebildkamera hingegen sagen sie, dass sie auf jeden Fall unbrauchbar ist.
- Trotzdem wurde die Tatsache aufgezeichnet. Die Wärmebildkamera sucht wirklich Menschen. Wie bei neuronalen Netzen müssen Sie verstehen, dass es sich um Tools handelt. Wenn wir ein Mikroskop nehmen, dann um kleine Objekte zu untersuchen. Wenn wir einen Nagel hämmern, ist es besser, kein Mikroskop zu verwenden. Trotzdem mit der Wärmebildkamera und den neuronalen Netzen. Ein richtig abgestimmtes, richtig angewendetes Werkzeug unter den richtigen Bedingungen liefert ein gutes Ergebnis. Wenn wir das Tool falsch und falsch verwenden, erhalten wir natürlich nicht das Ergebnis.

"Nun, wie benutzt man eine Wärmebildkamera, wenn hier gesagt wird, dass selbst ein verrottender Baumstumpf mehr Wärme abgibt als eine vermisste Großmutter?"
- Nicht mehr. Überprüft, beobachtet - nicht mehr. Der Mensch hat ein klares Muster. Sie müssen verstehen, dass eine Person ein sehr spezifisches Objekt ist. Darüber hinaus sind dies zu verschiedenen Jahreszeiten verschiedene Objekte. Wenn wir über den Sommer sprechen, dann ist dies ein Mann in einem leichten T-Shirt oder in einem T-Shirt oder Shirt, das mit einem starken Punkt auf der Wärmebildkamera leuchtet. Wenn wir über Herbst, über Winter sprechen, dann sehen wir einen Kopf, der mit einer Kapuze bedeckt ist, mit dem Rest des Wärmewegs, der unter der Kapuze oder unter dem Hut hervorgeschlagen wird, leuchtende Hände - alles andere ist durch Kleidung verborgen.

Daher kann eine Person in der Wärmebildkamera deutlich sichtbar gesehen werden, ich selbst habe es mit meinen eigenen Augen gesehen. Es ist eine andere Sache, dass Eber, Elche und Bären genauso gut zu sehen sind, und es ist notwendig, sehr klar zu filtern, was wir noch beobachten. Sie können einfach nicht mit einer Wärmebildkamera auskommen, Sie können sie einfach nicht einfach nehmen, auf der Wärmebildkamera anzeigen und sagen, dass sie alle unsere Probleme lösen wird. Nein, es muss einen Komplex geben. Der Komplex sollte eine Dreifarbenkamera enthalten, die ein Vollfarbbild oder monochrome LEDs mit Hintergrundbeleuchtung liefert. Es sollte mit etwas anderem sein, weil die Wärmebildkamera selbst nur Flecken gibt.

- Wer ist von den Teams, die jetzt im Finale stehen, das coolste?
- Keine Haustiere, um ehrlich zu sein. Ich kann jeden mit einem festen Stein bewerfen. Sagen wir einfach, dass mir die Entscheidung des ersten „Top“ -Teams sehr gut gefallen hat. Sie hatten nur eine Wärmebildkamera und eine Dreifarbenkamera. Ich mochte die Ideologie. Die Jungs suchen mit technischen Mitteln, ohne Bodentruppen anzuziehen, sie hatten überhaupt keine mobilen Besatzungen, sie suchten nur mit Drohnen, während sie Leute fanden. Ich werde nicht sagen, ob sie die gefunden haben, die sie brauchten oder nicht, aber sie haben Menschen und Tiere gefunden. Wenn wir die Koordinaten des Objekts auf der Wärmebildkamera und des Objekts auf der Dreifarbenkamera vergleichen, können wir das Objekt identifizieren und feststellen, ob die Person dort ist.

Ich habe Fragen zur Implementierung, zur Synchronisation der Wärmebildkamera und der Kamera wurde nachlässig gemacht, sie war praktisch gar nicht da. Idealerweise sollte das System über ein Stereopaar, eine Monochromkamera, eine Dreifarbenkamera und eine Wärmebildkamera verfügen, und alle arbeiten in einem einzigen Zeitsystem. Das war nicht hier. Die Kamera arbeitete in einem separaten System, die Wärmebildkamera in einem separaten System, und sie hatte aus diesem Grund Artefakte. Wenn die Geschwindigkeit der Drohne etwas höher ist, würde dies bereits zu einer sehr starken Verzerrung führen.

"Haben sie einen Hubschrauber geflogen oder gab es ein Flugzeug?"
- Niemand war hier Hubschrauber. Vielmehr wurden Copter von einem der Teams gestartet, aber es war eine rein technische Funktion, die Kommunikation im Suchbereich bereitzustellen. Der Lorovsky-Repeater wurde an sie gehängt und ermöglichte die Kommunikation in einem Umkreis von 5 Kilometern.

Infolgedessen sind alle Suchflugzeuge hier Flugzeugtypen. Dies bringt seine eigenen Probleme mit sich, da es nicht einfach ist, zu starten und zu landen. Zum Beispiel haben die Wetterbedingungen gestern das Nakhodka-Team daran gehindert, ihre Drohne zu starten. Aber ich würde das sagen - die Drohne, die sich in ihrem Arsenal befand, hätte ihnen in der Form, in der sie jetzt konfiguriert ist, nicht geholfen.

- Im Halbfinale wollten sie die Drohne nur als Staffel einsetzen.
- Die Drohne in Nachodka wurde für Foto-Video-Aufnahmen und Benachrichtigungen hergestellt. Es gibt eine Alarmsirene, eine Wärmebildkamera und eine Farbkamera. Zumindest habe ich das von ihnen gehört. Sie haben es gestern noch nicht einmal ausgepackt. Als sie es brachten, war es voll. Aber selbst wenn sie es bekommen hätten, hätten sie es wahrscheinlich nicht benutzt. Sie haben eine ganz andere Taktik - sie haben mit den Füßen gesucht.

Heute wollen die Jungs den Wald mit Leuchttürmen bepflanzen und mit deren Hilfe eine Person finden. Diese Lösung gefällt mir am wenigsten. Ich habe große Zweifel, dass sie dann von den 350 Leuchttürmen gesammelt werden, die sie hierher gebracht haben. Oder besser gesagt, wir werden sie zum Sammeln zwingen, aber nicht die Tatsache, dass sie alles sammeln werden. Am meisten hat mir die Entscheidung der ersten Mannschaft gefallen, weil sie eine völlige Ablehnung der Bodentruppen beinhaltet.

"Nur deswegen?" Wenn Sie wirklich die Menge einer so großen Fläche nehmen, kann es schließlich funktionieren.
- Es wird höchstwahrscheinlich funktionieren, aber mir hat die Drop-Konfiguration oder die Konfiguration der Beacons selbst nicht gefallen.

- Es gab einen Ziegelstein für die Stratonauts.
"Die Stratonauts haben eine coole Lösung." Wenn sie es so gemacht hätten, wie sie es wollten, wären sie erfolgreich gewesen. Sie hatten aber auch Probleme mit fliegenden Fahrzeugen.

Sie haben ein System zur Bereitstellung von Suchgruppen erstellt. Der Schwerpunkt liegt auf mobilen Bodentruppen. Sie geben Leuchtfeuer aus, kommunizieren mit Gruppen und kommunizieren mit bodengestützten Leuchttürmen, um Suchgruppen an den richtigen Punkten und in die richtigen Richtungen einzusetzen. Sie haben Luftballons mit Repeatern, die die Kommunikation über das Gebiet ermöglichen. Sie haben stationäre Leuchtfeuer an Land, aber es gibt nur sehr wenige von ihnen, und sie selbst geben zu, dass sie sie im letzten Moment gemacht haben, und sie haben nicht diese grundlegende taktische Einheit - sie haben sie zum Testen gemacht. Es gibt nur wenige, und sie haben keinen besonderen Beitrag zur Taktik geleistet.

Die Haupttaktik war, dass jede Suchmaschine in der Gruppe einen eigenen persönlichen Tracker hat, der in ein einziges Informationsnetzwerk mit der Zentrale integriert ist. Sie sehen deutlich, wer an welchem ​​Ort ist. Es erfolgt ein Kämmen in Echtzeit, die Richtung wird angepasst.

- Alles sieht so aus, dass Sie es wirklich zu einem kombinieren möchten.
- Ja, absolut. Grigory Sergeyev und ich gingen, er schaut und sagt - "Verdammt, was für eine coole Sache, ich würde es haben", wir kommen zu anderen - "Verdammt, was für eine coole Sache, ich würde es haben", wir kommen zum dritten - "Verdammt, was für eine coole Sache "Ich hätte dort und dort einen Mann gefunden."

Unabhängig davon sind sie branchenweit gute Lösungen für bestimmte Bedingungen. Wenn Sie sie kombinieren, stellt sich heraus, dass es sich um einen sehr guten Komplex handelt, der ein einziges Kommunikationsfeld hat. Es gibt einen Einsatz des Systems auf große Entfernung mit Hilfe von Ballons. Es gibt ein System zur Verfolgung und Kontrolle der Bodentruppen in Echtzeit. Es gibt Leuchtfeuer, die auf eine ausreichend große Reichweite treffen und können ordnungsgemäße Verwendung und Aufteilung des Suchbereichs in Sektoren, um eine Person zu alarmieren, damit sie zu ihnen geht, und dann wird alles zu einer Frage der Technologie. Es gibt Flugwetter - einige Kräfte werden eingesetzt, kein Flugwetter - andere, Nacht - Dritter.

"Aber es ist alles katastrophal teuer."
- Etwas Teueres, etwas nicht.

"Zum Beispiel steht eine Drohne, die jetzt abhebt, wahrscheinlich wie eine Boeing."
- Ja, ihre Kosten sind ziemlich hoch. Sie müssen jedoch verstehen, dass dies bei ordnungsgemäßer Verwendung ein einmaliger Kauf ist. Sie müssen einmal kaufen und dann einfach im ganzen Land herumtragen und sich bewerben. Eine solche einmalige Investition in geschickte Hände hält lange genug an, wenn sie ordnungsgemäß gewartet und betrieben wird.

- Als Sie sich die Bewerbungen für den Wettbewerb angesehen haben, gab es etwas, das Ihnen gefallen hat, aber das Finale nicht erreicht hat?
- Es gab viele lustige Dinge.

- Woran kann man sich am lustigsten erinnern?
- Das an einem Ballon aufgehängte Radarradar war sehr einprägsam. Ich habe lange gelacht.

"Es ist sogar beängstigend zu fragen, was es ist."
- Der Trick ist, dass dies ein wirklich guter Weg ist, um festzustellen. Die Bioradiolokation zielt darauf ab, genau biologische lebende Objekte vor dem Hintergrund von allem anderen zu bestimmen, was reflektiert wird. Normalerweise verwendete Brustschwingung, Puls. Dazu werden sehr hochfrequente Radargeräte unter 100 GHz verwendet, die in relativ großer Entfernung leuchten und 150 bis 200 Meter tief durch den Wald leuchten.

"Warum ist es dann lustig?"
- Weil dieses Ding nur funktioniert, wenn es dauerhaft installiert ist und sie es an einen Ballon hängen wollten. Und sie sagen - "das ist ein stationäres Objekt." Jetzt schauen wir uns einen Ballon an, es ist ständig Wurst, und sie wollen etwas daran hängen, das fest mit dem Boden verschraubt werden sollte, sonst wird es ein solches Bild geben, dass überhaupt nichts darauf verstanden wird.

Immer noch sehr lustig waren unbemannte Luftfahrzeuge aus Pappe.

- Pappe?
- Ja, Pappdrohnen. Es war sehr lustig. Flugzeuge aus Pappe geklebt und mit Lack lackiert. Er flog so, wie Gott seine Seele setzt. Die Jungs wollten, dass er in eine Richtung flog, und er flog überall hin, nur nicht in die, die gebraucht wurde, und stürzte schließlich ab, um sich vor Qualen zu retten.

Sehr lustig war „ein fliegender Bagel, der zu einer fliegenden Wurst umgebaut werden kann“ - ein echtes Zitat aus der Anwendung. Das äußere Geflecht des Feuerwehrschlauchs wird abgenommen, der Gummi wird entfernt, aufgeblasen und wird zu einem langen Rohr, das auf beiden Seiten verdreht ist. Sie verbinden es und es stellt sich heraus, dass ein fliegender Bagel die Kamera aufhängt. Und dass ein Bagel leicht in eine fliegende Wurst verwandelt werden kann - alle haben über die Wurst gelacht. Warum, warum Wurst - es ist nicht klar, aber es war sehr lustig.

- Ich habe von den Würfeln gehört, die auf dem Boden liegen, und sie lesen Vibrationen und Schritte.
- Ja, tatsächlich gab es solche Dinge. Sie müssen verstehen, dass die Sache tatsächlich ziemlich funktioniert. Ich kenne mehrere kommerzielle Produkte, die genau so funktionieren. Dies ist ein auf Sicherheit abgestimmter Seismograph für Perimeter-Support-Systeme. Dieses Ding wird jedoch ausschließlich für kritische Infrastrukturen und militärische Einrichtungen verwendet. Ich weiß, dass es an Gaspumpstationen dreistufige Zugangskontrollsysteme gibt, von denen das erste nur Seismographen sind.

- Klingt irgendwie vielversprechend. Warum dann nicht?
- Tatsache ist, dass es eine Sache ist, den geschlossenen Umfang eines kritischen Infrastrukturobjekts mit einer kleinen Fläche zu bewachen und eine andere, den gesamten Wald mit diesen Seismographen zu bepflanzen. Ihre Reichweite ist sehr gering, und vor allem kann man kaum zwischen einem Laufschwein, einem Laufmann und einem Laufbären unterscheiden. Theoretisch können Sie natürlich, wenn Sie das Gerät richtig einschalten, aber dies alles erschwert die Technik erheblich, es gibt Methoden viel einfacher, wie es mir scheint.

Jedem wurde empfohlen, das Viertelfinale zu erreichen, jedem wurde empfohlen, sich zu versuchen. Diejenigen, die wir hier sehen, sind diejenigen, die es wirklich geschafft haben, Menschen zu finden. Alle anderen Leute haben es nicht gefunden, daher scheint mir die Konkurrenz ziemlich objektiv zu sein. Sie können zum Beispiel der Meinung von Experten vertrauen, Sie können nicht vertrauen, aber die Tatsache bleibt - gefunden oder nicht gefunden.