Chaque année, les sauveteurs recherchent des dizaines de milliers de personnes perdues dans la nature. Depuis les villes, notre puissance technologique semble si énorme qu'elle peut gérer n'importe quelle tâche. Il semble, prenez une dizaine de drones, accrochez-vous chacun à la caméra et à l'imageur thermique, vissez le réseau neuronal et tout trouvera n'importe qui en 15 minutes. Mais ce n'est pas vrai du tout.
Jusqu'à présent, la technologie repose sur de nombreuses restrictions et les équipes de secours parcourent de vastes zones avec des centaines de volontaires.
L'année dernière, la fondation caritative Sistema a lancé le projet Odyssey pour trouver de nouvelles technologies pour trouver des personnes. Des centaines d'ingénieurs et de designers y ont participé. Mais même les gens avertis sur le plan technique et expérimentés ne soupçonnaient parfois pas à quel point la forêt était impénétrable pour la technologie.
En 2013, dans le village de Sinsk en Yakoutie, deux petites filles ont disparu - Alina Ivanova et Ayana Vinokurova. D'énormes forces ont été lancées dans leurs recherches: équipé une centaine de volontaires, des équipes de secours, des plongeurs, des drones d'imageurs thermiques. Des clichés d'hélicoptère ont été partagés pour que tout soit visible sur Internet. Mais il n'y avait pas assez de force. Ce qui est arrivé aux filles est encore inconnu.
La Yakoutie est énorme. S'il s'agissait d'un État, il serait entré dans le top 10 en termes de superficie. Mais sur un territoire gigantesque, moins d'un million de personnes vivent. Dans une telle taïga déserte sans fin, Nikolai Nakhodkin a travaillé pendant 12 ans dans le service de sauvetage de Yakoutie, dont 9 - en tant que leader. Lorsque les conditions sont pires et qu'il y a peu de ressources, il faut inventer de nouvelles façons de trouver des gens. Et comme le dit Nikolai, les idées ne viennent pas d'une bonne vie.
Nikolay NakhodkinDepuis 2010, le service de secours de Yakoutie utilise des drones. Il s'agit d'une organisation distincte du Ministère des urgences de la Fédération de Russie, financée par la République elle-même. Il n'y a pas de réglementation aussi stricte pour l'équipement, donc au Ministère des situations d'urgence, les drones ont commencé à être utilisés beaucoup plus tard. Toujours au service, il y a un groupe scientifique où des ingénieurs enthousiastes sont engagés dans le développement de technologies appliquées pour les sauveteurs.
«Les méthodes de recherche existantes du ministère des Urgences, les services de secours, dans toutes sortes de structures de pouvoir - n'ont pas changé depuis les années 30. Un pisteur suit la piste, le chien aide à ne pas s'égarer », explique Alexander Aitov, qui était le chef du groupe scientifique. «Si une personne n'est pas trouvée, un village entier se lève en Yakoutie, deux, trois. Tous se réunissent et peignent les forêts. Chercher une personne vivante toutes les heures est important et le temps s'épuise rapidement et rapidement. C'est toujours petit. Lorsque la tragédie s'est produite à Sinsk, beaucoup de personnes et d'équipements étaient impliqués, mais sans résultat. Des situations similaires se retrouvent dans la taïga déserte. Pour résoudre ce problème, l'idée est venue non pas de percevoir la personne disparue comme un lien passif, mais d'utiliser son propre désir d'être sauvé et une soif active de vie. »
Les ingénieurs de sauvetage ont décidé d'assembler des balises lumineuses et sonores de secours - des appareils plutôt grands, mais légers, qui émettent un son fort et brillent pendant longtemps, attirant l'attention jour et nuit. Une personne perdue, venant vers eux, trouvera de l'eau, des biscuits et des allumettes - et en même temps des instructions pour s'asseoir et attendre les sauveteurs.
Ces phares se trouvent à une distance de trois kilomètres les uns des autres et encerclent une zone de recherche approximative pour la personne disparue. Ils émettent un son faible, comme si une voiture grondait - car les hautes fréquences sont bien pires réparties dans la forêt. Souvent, les secourus pensaient prendre le bruit de la route ou un groupe de touristes sur le point de partir.
Les phares étaient incroyablement simples. Ce n'est pas la première fois qu'une équipe scientifique met en œuvre des solutions élémentaires mais ingénieuses.
«Là, par exemple, ils ont développé une combinaison flottante pour les sauveteurs. Un pantalon et une veste ressemblent à des vêtements de travail ordinaires, mais dans l'eau, ils maintiennent une personne à flot. Parlant assez utilitaire, le costume est à deux couches. Les granules de mousse de polyuréthane sont cousus à l'intérieur. Il y a un développement pour plonger un plongeur à basse température. Avec l'expansion de l'air comprimé dans le froid, les valves sont couvertes de givre et une personne suffoque. Plusieurs instituts ne savaient pas quoi en faire - ils ont développé des matériaux spéciaux, fait du chauffage électrique et introduit toutes sortes d'approches modernes.
Nos gars ont résolu le problème pour 500 roubles. Ils ont fait passer l'air froid qui sort du réservoir (et passe à -57 sous l'eau) à travers un serpentin, passé à travers un thermos chinois. L'air se réchauffe, les gens vont sous l'eau et peuvent y travailler. »
Mais les balises sont trop simples, elles manquaient de nombreuses fonctions utiles. Pendant les opérations de recherche, le sauveteur devait régulièrement parcourir de grandes distances pour vérifier chaque phare. S'il y a dix phares, cela signifie que le sauveteur doit parcourir 30 km à travers la taïga toutes les 3-4 heures.
En 2018, la fondation caritative Sistema a lancé le projet Odyssey, un concours pour les équipes qui, à l'aide des nouvelles technologies, tenteront de trouver les dernières façons de sauver les personnes disparues dans la nature. Nikolai Nakhodkin et Alexander Aitov avec des amis ont décidé de participer - ils ont appelé l'équipe "Nakhodka" et ont apporté leur appareil le plus simple pour l'améliorer en compétition avec les autres.
Selon le ministère de l'Intérieur, en 2017, près de 84 000 personnes ont disparu en Russie et la moitié d'entre elles n'ont pas été retrouvées. Chaque personne disparue en moyenne a été recherchée par une centaine de personnes. Par conséquent, la mission du concours Odyssey était de «créer des technologies qui aideront à retrouver les personnes disparues dans la forêt sans source de communication. Il peut s'agir d'instruments, de capteurs, de drones, de nouveaux moyens de communication et de tout ce dont votre imagination est capable. »
«Parmi les solutions non évidentes - ou fantastiques - nous pouvons citer un dirigeable équipé d'un système de bio-radar. Mais l'équipe n'avait pas de prototype, et elle s'est limitée à présenter ses idées », explique Maxim Chizhov, expert de la compétition.
Une autre équipe a décidé d'utiliser un capteur sismique - un appareil qui, parmi les vibrations au sol, peut reconnaître les pas humains et montrer la direction d'où ils viennent. En utilisant le prototype, ils ont même réussi à trouver des figurants dépeignant une «perte» (comme les participants les appelaient affectueusement), mais l'équipe n'est pas allée loin dans la compétition.
En juin 2019, après plusieurs tests d'entraînement dans les forêts des régions de Leningrad, Moscou et Kalouga, les 19 meilleures équipes ont atteint les demi-finales. Ils ont été chargés de trouver deux figurants en moins de 2 heures sur un terrain de 4 kilomètres carrés. L'un a voyagé à travers la forêt, l'autre était au même endroit. Chaque équipe a eu deux tentatives pour trouver une personne.
«Parmi les demi-finalistes, une équipe voulait créer un essaim de drones, censé voler sous les cimes des arbres, contrôlé par l'intelligence artificielle, déterminer la direction du mouvement, voler autour des troncs, esquiver les branches et les brindilles. À l'aide de l'IA, il analysait l'environnement et identifiait la personne.
Mais cette solution est encore assez loin de la mise en œuvre sous une forme fonctionnelle. Je pense qu'il lui faudra environ un an pour fonctionner même dans des conditions de test », explique Maxim Chizhov.
L'équipe ALB Search a été proche du succès. Ils avaient à bord un haut-parleur connecté au talkie-walkie, un microphone qui pouvait écouter l'espace environnant, une caméra et un ordinateur avec IA et un réseau neuronal formé qui traitait les images en temps réel de la caméra, où une personne pouvait s'allumer.
"L'opérateur pourrait analyser non pas des milliers d'images, ce qui est physiquement impossible, mais des dizaines voire des unités, puis décider de changer l'itinéraire du drone, si un drone supplémentaire est nécessaire pour la reconnaissance, ou envoyer immédiatement un groupe de recherche."
Mais la plupart des équipes étaient confrontées à des problèmes similaires - la technologie n'était pas adaptée aux conditions d'une vraie forêt.
La vision par ordinateur, sur laquelle beaucoup comptaient, a fonctionné lorsqu'elle a été testée dans des parcs et des bois - mais s'est avérée inutile dans une forêt dense.
Les imageurs thermiques, espérés par environ un tiers des équipes, étaient également inefficaces. En été - et à ce moment-là, la plupart des gens disparaissent - le feuillage se réchauffe pour devenir un point chaud continu. Il est plus facile de chercher dans un petit intervalle la nuit, mais il y a encore beaucoup de points chauds - des souches chauffées, des animaux et bien plus encore. Une caméra peut aider à vérifier les endroits suspects, mais elle est peu utile la nuit.
De plus, il était difficile d'obtenir des imageurs thermiques. "Malheureusement, en raison des restrictions imposées par l'UE et d'autres pays, de bons imageurs thermiques ne sont pas disponibles en Russie", a déclaré Alexei Grishaev de l'équipe Top, qui s'appuyait sur cette technologie.
«Les imageurs thermiques disponibles sur le marché ont une sortie numérique avec une fréquence de 5-6 images par seconde et une sortie vidéo analogique supplémentaire avec une fréquence d'images élevée mais une faible qualité d'image. En conséquence, nous avons trouvé un très bon imageur thermique chinois. Nous pouvons dire que nous avons eu de la chance - à Moscou, il n'y en avait qu'un. Mais il a donné une photo sur un petit moniteur, où rien n'était visible.
La plupart des équipes ont utilisé uniquement la sortie vidéo. Notre équipe a pu finaliser le modèle et en obtenir une image numérique de haute qualité à une fréquence de 30 images par seconde. Le résultat a été un imageur thermique très sérieux. Mieux, probablement, que des modèles militaires. »
Mais même ces problèmes ne sont qu'un début. En peu de temps, le drone a survolé la zone de recherche, des caméras et des imageurs thermiques ont capturé des dizaines de milliers d'images. Il était impossible de les transférer à un point à la volée - il n'y avait ni Internet ni communication cellulaire à travers la forêt. Par conséquent, le drone est revenu à l'essentiel, les enregistrements ont été téléchargés de ses transporteurs, y consacrant au moins une demi-heure, et à la fin ils ont reçu une telle quantité de matériel qu'il était physiquement impossible de regarder même pendant des heures. Dans cette situation, l'équipe «Top» a utilisé un algorithme spécial qui a extrait des images où des anomalies thermiques ont été détectées. Cela a réduit le temps de traitement des données.
«Nous avons vu que toutes les équipes qui étaient venues aux tests de qualification ne comprenaient pas ce qu'était la forêt. Qu'un signal radio se propage différemment dans une forêt et se perd assez rapidement », a annoncé Maxim Chizhov lors d'une conférence de presse. «Nous avons vu la surprise des équipes lorsque la connexion a déjà disparu à une distance d'un kilomètre et demi du point de départ. Pour certains, c'était une surprise le manque d'Internet dans la forêt. Mais c'est une réalité. C'est la forêt où les gens se perdent. »
La technologie basée sur les balises lumineuses et sonores s'est bien illustrée. Quatre équipes ont atteint la finale, dont trois s'appuyaient précisément sur cette décision. Parmi eux, Nakhodka de Yakoutie.
«Lorsque nous avons vu cette jungle près de Moscou, nous avons immédiatement réalisé qu'il n'y avait rien à voir avec les drones. Chaque outil est nécessaire pour sa tâche, et ils sont bons pour explorer de grands espaces ouverts », explique Alexander Aitov.
Pour les demi-finales de l'équipe, il n'y avait que trois personnes qui ont traversé les bois à pied et ont placé des balises dans la zone de recherche. Et tandis que beaucoup résolvaient des problèmes d'ingénierie, Nakhodka a travaillé comme des sauveteurs. «Il n’est pas nécessaire d’utiliser la psychologie agraire lorsque vous couvrez simplement la zone. Nous devons nous comporter en sauveteur, nous mettre à la place de la personne disparue, regarder la direction approximative où il peut aller, quels chemins. »
Mais même les phares de Nakhodka à ce moment n'étaient pas aussi simples qu'ils l'étaient il y a plusieurs années en Yakoutie. Grâce aux subventions de Sistema, les ingénieurs de l'équipe ont développé la technologie radio. Maintenant, en trouvant un phare, une personne appuie sur un bouton, les sauveteurs reçoivent immédiatement un signal et savent avec certitude quel phare les perdus les attendront. Un drone n'est pas nécessaire pour la recherche, mais pour élever le répéteur de signal radio dans les airs et augmenter le rayon de transmission du signal d'activation des balises.
Deux autres équipes ont développé des moteurs de recherche complets basés sur des balises sonores. Par exemple, l'équipe MMS Rescue a créé un réseau de balises portables, où chaque balise est un répéteur, ce qui vous permet de transmettre un signal sur son activation même en l'absence de communication radio directe avec le siège de recherche.
"Nous avons un groupe de passionnés qui ont entrepris cette tâche pour la première fois", disent-ils. «Nous étions engagés dans d'autres secteurs - technologie, informatique, nous avons des spécialistes du domaine spatial. Nous nous sommes réunis, avons pris d'assaut et avons décidé de prendre une telle décision. Les principaux critères étaient le faible coût et la facilité d'utilisation. Pour que les personnes sans formation puissent prendre et postuler. »
Une autre équipe - "Stratonauts" - utilisant une solution similaire a pu trouver des extras plus rapidement que quiconque. Ils ont développé une application spéciale qui a suivi la position du drone, l'emplacement des phares et la position de tous les sauveteurs. Le drone qui a livré les balises a également servi de relais pour l'ensemble du système afin que le signal des balises ne soit pas perdu dans la forêt.
«Ce n'était pas facile. Un jour, nous nous sommes bien mouillés. Deux de nos gens sont allés dans la forêt par le brise-vent, et ils ont réalisé que c'était loin d'être un pique-nique. Mais fatigués et satisfaits, nous sommes rentrés - tout de même, nous avons trouvé la personne dans les deux tentatives en seulement 45 minutes », explique Stanislav Yurchenko de Stratonavtov.
«Nous avons amené des phares avec des drones au centre de la zone pour offrir la meilleure couverture. Un drone peut transporter une balise en un vol. C'est long - mais plus rapide qu'une personne. Nous avons utilisé les petits drones compacts DJI Mavick - une balise de la taille de celui-ci. C'est le maximum qu'il peut emporter, mais cela se révèle budget. Bien sûr, je voudrais trouver une solution complètement autonome. Avec l'IA, pour que le drone scanne la forêt et détermine les points de largage. Nous avons maintenant un opérateur, et après un kilomètre, si vous n'utilisez pas d'appareils supplémentaires, la connexion se termine. Par conséquent, à l'étape suivante, nous trouverons quelque chose. »
Mais pas une seule équipe n'a trouvé une personne immobilisée et, surtout, elle n'a jamais compris comment procéder. Théoriquement, seule l'équipe «Top» a eu la chance de le retrouver, ce qui, malgré toutes les difficultés, a pu trouver une personne et aller en finale à l'aide d'un imageur thermique et d'une caméra.
«Au départ, nous avons eu l'idée d'utiliser deux drones de type avion», explique Aleksey Grishaev de «Top», «Nous les avons développés pour déterminer la composition de l'atmosphère, et nous avons encore la tâche de fabriquer un drone tout temps. Nous avons décidé de les essayer dans ce concours. La vitesse de chacun est de 90 à 260 km / h. La vitesse élevée et les caractéristiques aérodynamiques uniques de l'UAV permettent de rechercher dans toutes les conditions météorologiques et vous permettent de scanner rapidement une zone donnée. "
L'avantage de ces appareils est qu'ils ne tombent pas lorsque le moteur est arrêté, mais continuent de planifier et de s'asseoir sur un parachute. Moins - ils ne sont pas aussi maniables que les quadrocoptères.
Un imageur thermique et une caméra haute résolution modifiés par l'équipe sont installés sur le drone principal de Verkhnyaya, et seulement une caméra sur le second. À bord du drone principal se trouve un micro-ordinateur qui, à l'aide du logiciel développé par l'équipe, détecte indépendamment les anomalies thermiques et envoie leurs coordonnées avec une image détaillée des deux caméras. «Ainsi, nous n'avons pas à regarder tout le matériel en direct, et cela, pour comprendre, c'est environ 12 000 images par heure de vol.»
Mais l'équipe a créé la technologie de l'avion récemment, et il y avait encore de nombreux problèmes avec le système de lancement, avec un parachute, avec un pilote automatique. «Nous avions peur de le faire passer le test - il pouvait juste tomber. Je voulais éviter les problèmes techniques. Par conséquent, ils ont pris la décision classique - DJI Matrice 600 Pro. "
Malgré toutes les difficultés, à cause desquelles de nombreux appareils photo et imageurs thermiques abandonnés, Vertex a pu trouver des extras. Cela a nécessité beaucoup de travail, d'une part avec un imageur thermique, et d'autre part avec les méthodes de recherche elles-mêmes.
Pendant trois mois, l'équipe a testé la technologie qui a permis à l'imageur thermique de visualiser le sol entre les couronnes. «Il y avait un peu de chance, car la route des figurants traversait de telles forêts que pas un seul imageur thermique ne verrait quoi que ce soit. Et si une personne est fatiguée et assise quelque part sous l'arbre - il sera irréaliste de la trouver.
Dès le début, nous avons refusé de peigner complètement la forêt avec nos drones. Au lieu de cela, nous avons décidé de chercher un homme survolant les clairières, les clairières et les zones ouvertes. "Je suis arrivé à l'endroit à l'avance pour explorer la région, et en utilisant toutes les cartes disponibles en ligne, j'ai tracé des itinéraires pour les drones uniquement sur les endroits où une personne pouvait théoriquement être visible."
Selon Alexei, l'utilisation de plusieurs drones à la fois dans un groupe est très coûteuse (un transporteur avec une solution technique pour rechercher à bord coûte plus de 2 millions de roubles), mais en fin de compte, cela sera nécessaire. Il estime que cela donne une chance de détecter un extras stationnaires. «Au départ, nous voulions rechercher une personne alitée. Il nous a semblé que nous pouvions quand même en trouver un en mouvement. Et les équipes avec les phares ne cherchaient que le mobile. »
J'ai demandé à Alexander Aitov de l'équipe Nakhodka - ne pensent-ils pas que tout le monde avait déjà enterré une personne statique à l'avance? Après tout, les balises lui sont inutiles.
Il réfléchit un instant. Il me semblait que toutes les autres équipes parlaient avec des sourires et un clin d'œil à la résolution de problèmes d'ingénierie. Les gars de MMS Rescue ont plaisanté en disant qu'une balise jetée pouvait tomber directement sur une personne couchée. Les "Stratonautes" ont reconnu qu'il s'agit d'une tâche très difficile pour laquelle il n'y a pas encore d'idées. Et le secouriste de Nakhodka a parlé, comme il me semblait, avec un mélange de tristesse et d'espoir:
- Nous avons perdu une fille dans la taïga, en trois ans et demi. Elle y a passé douze jours et dix jours ont été fouillés par un grand nombre de personnes. Quand ils l'ont trouvée, elle était allongée dans l'herbe, d'en haut elle était pratiquement invisible. Trouvé uniquement en peignant.
Si les phares ont été placés ... à trois ans et demi, l'enfant est déjà bien conscient. Et peut-être qu'elle viendrait à lui et appuierait sur un bouton. Je pense qu'une partie de leur vie serait sauvée.- Tu l'as sauvée?- Elle oui.
À l'automne, les quatre équipes restantes se rendront dans l'oblast de Vologda, et la tâche sera beaucoup plus difficile pour elles - trouver une personne dans une zone d'un rayon de 10 kilomètres. C'est-à-dire sur une superficie de plus de 300 kilomètres carrés. Dans des conditions où le drone a une demi-heure de vol, la vision se détériore sur la couronne et la communication disparaît après un kilomètre. Selon Maxim Chizhov, jusqu'à présent, aucun prototype n'est prêt pour de telles conditions, bien qu'il pense que tout le monde a une chance. Grigory Sergeev, président de l'escouade de recherche et sauvetage «Lisa Alert» ajoute:«Aujourd'hui, nous sommes prêts à utiliser quelques technologies parmi celles que nous avons vues, et ce sera efficace. Et j'exhorte tous les participants et non-participants - les gars, testez la technologie! Venez à nous à la recherche! Et puis ce ne sera un secret pour personne que la forêt est opaque au signal radio et que l'imageur thermique ne voit pas à travers les couronnes. Mon rêve principal est de trouver plus de personnes avec moins de pouvoir. »