Radar biologique, drone en carton et saucisse volante - Nikita Kalinovsky sur les bonnes et les mauvaises technologies de recherche

Il y a quelques jours, le concours Odyssey s'est terminé, dans lequel les équipes d'ingénieurs cherchaient la meilleure technologie pour retrouver les personnes disparues dans la forêt. L'été, j'ai parlé des demi-finales et hier, j'ai publié un excellent rapport sur les finales .

Les organisateurs se sont fixé une tâche extrêmement difficile: trouver deux personnes sur une superficie de 314 km ² en 10 heures. Les idées étaient différentes, mais (spoiler) personne n'a réussi. L'un des experts techniques du concours était Nikita Kalinovsky. J'ai discuté avec les participants de leurs solutions et j'ai également demandé quelles autres idées étaient retenues à toutes les étapes du concours.

Si vous avez déjà lu le rapport sur la finale, quelques remarques vous rencontreront ici. Ceci est juste une interview complète avec un montage minimal.

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Si vous n'avez pas lu plus d'un article de cette série, je vais brièvement raconter le contexte.

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- Que faites-vous hors compétition?
- Groupe d'entreprises INTEC, la ville de Tomsk. Le domaine principal est le design industriel, le développement de l'électronique et des logiciels, notamment embarqués. Nous avons notre propre petite production expérimentale et à petite échelle, nous aidons à faire passer le produit de l'idée à la production de masse. L'un de nos projets les plus connus est le projet NIMB, que nous développons depuis 2015. En 2018, nous avons reçu le Red Dot Design Award avec ce projet. Il s'agit de l'un des prix les plus prestigieux du monde du design industriel.

- Que fait cette chose?
- Il s'agit d'un anneau de sécurité, un bouton d'alarme sur lequel l'utilisateur clique lorsqu'un événement d'alarme se produit. Cela ressemble à un anneau de doigt ordinaire. Sur sa partie inférieure, il y a un bouton, à l'intérieur d'un module Bluetooth pour la communication avec un smartphone, un microélectromoteur pour l'indication tactile, une batterie, une LED tricolore. La base est une planche combinée flexible-rigide. La partie principale du corps est en métal, le couvercle est en plastique. Il s'agit d'un projet assez connu. En 2017, ils ont levé environ 350 mille dollars sur Kickstarter.

- Comment aimez-vous ici? Les équipes sont-elles à la hauteur des attentes?
- Dans certaines équipes, les gens ont une vaste expérience de la recherche, ils sont allés dans la forêt plus d'une fois et ont organisé de tels événements plus d'une fois. Ils comprennent bien comment trouver une personne dans des conditions réelles, mais ils comprennent très mal la technologie. Dans d'autres équipes, les gars connaissent très bien la technologie, mais ne savent absolument pas comment se déplacer dans la forêt en été, en hiver et en automne.

- Il n'y a pas de terrain d'entente?
- Je ne l'ai pas encore vu. L'opinion générale de tous les experts est la suivante: si vous combinez toutes les équipes, les conduisez dans une seule collaboration, les forcez à combiner des solutions, à tirer le meilleur de chacune et à les mettre en œuvre, vous obtiendrez un ensemble très cool. Il est naturellement nécessaire de le terminer, de le mettre dans un état d'épicerie sain et de le porter à sa présentation finale. Cependant, ce sera une décision très cool qui peut vraiment être utilisée et qui va vraiment sauver des vies.

Mais individuellement, chacune des solutions n'est pas pleinement efficace. Quelque part qui manque de tout temps, quelque part qui manque 24h / 24, quelqu'un ne cherche pas des personnes inconscientes. Vous devez toujours aborder de manière globale et surtout, vous devez toujours comprendre qu'il existe une certaine théorie de la recherche de personnes et que le complexe doit correspondre à cette théorie.

Maintenant, les décisions sont humides. Ici, vous pouvez voir deux classes de projets: le premier - des systèmes très simples et très fiables qui fonctionnent. Ces balises sonores que les gars de Yakoutie ont apportées, l'équipe Nakhodka est un appareil unique. On peut voir que des gens avec une grande expérience l'ont fait. Techniquement, c'est très simple, c'est un signal pneumatique ordinaire avec un module LoRaWAN et un réseau MESH déployé dessus.

"Qu'est-ce qui est si unique en elle?"
- Elle peut être entendue pendant un kilomètre et demi dans la forêt. Pour beaucoup d'autres, cet effet n'est pas observé, bien que le volume soit à peu près le même pour tout le monde. Mais la bonne fréquence et la bonne configuration du signal pneumatique donnent de tels résultats. Personnellement, j'ai enregistré le son à une distance d'environ 1200 mètres, avec une très bonne compréhension qu'il s'agit vraiment du son du signal et de sa direction. Dans la vraie vie, cette chose fonctionne bien.

- En même temps, elle a l'air la plus non technologique.
- C'est vraiment. Ils sont constitués d'un morceau de tuyau en PVC, avec la solution la plus simple, fiable et très efficace. Mais avec ses limites. Nous ne pouvons pas prendre et avec l'aide de ces appareils trouver une personne inconsciente.

- La deuxième classe de projets?
- La deuxième classe est constituée de solutions techniques complexes qui mettent en œuvre divers modèles de recherche spécifiques - recherche à l'aide d'imageurs thermiques, combinant des images thermiques et tricolores, des drones et plus encore.

Mais tout y est très brut. Réseaux de neurones utilisés localement. Ils sont déployés sur des ordinateurs personnels, sur des cartes nvidia jetson, sur l'avion lui-même. Mais tout cela est encore sous-exploré. Et comme la pratique l'a montré, l'utilisation d'algorithmes linéaires dans ces conditions a fonctionné beaucoup plus efficacement que les réseaux de neurones. C'est-à-dire que la détermination d'une personne par le point dans l'image de l'imageur thermique, en utilisant des algorithmes linéaires, par la zone et par la forme de l'objet, a donné un effet beaucoup plus important. Le réseau neuronal n'a presque rien trouvé.

"Parce qu'il n'y avait rien à lui apprendre?"
- Ils prétendaient être enseignés, mais les résultats étaient extrêmement controversés. Pas même controversé - ils étaient presque inexistants. Les réseaux de neurones ne se sont pas montrés ici. On soupçonne qu'ils ont été mal enseignés ou mal enseignés. Si vous appliquez correctement les réseaux de neurones dans ces conditions, ils donneront très probablement un bon résultat, mais vous devez comprendre toute la méthodologie de recherche.

- Ils disent que les réseaux de neurones sont prometteurs. Si vous les faites refroidir, ils fonctionneront. À propos de l'imageur thermique, au contraire, ils disent qu'il est en tout cas inutile.
- Néanmoins, le fait a été enregistré. L'imageur thermique est vraiment à la recherche de personnes. Comme pour les réseaux de neurones, vous devez comprendre que nous parlons d'outils. Si nous prenons un microscope, alors pour examiner de petits objets. Si nous martelons un clou, il est préférable de ne pas utiliser de microscope. Avec l'imageur thermique et les réseaux de neurones tout de même. Un outil correctement réglé et correctement appliqué dans les bonnes conditions donne un bon résultat. Si nous utilisons l'outil de la mauvaise et de la mauvaise manière, il est naturel que nous n'obtenions pas le résultat.

"Eh bien, comment utiliser un imageur thermique s'il est dit ici que même un moignon pourri donne plus de chaleur qu'une grand-mère manquante?"
"Plus maintenant." Vérifié, regardé - pas plus. L'homme a un schéma clair. Vous devez comprendre qu'une personne est un objet très spécifique. De plus, à différents moments de l'année, ce sont des objets différents. Si nous parlons d'été, alors c'est un homme en T-shirt léger ou en T-shirt ou chemise, qui brille avec une tache puissante sur l'imageur thermique. Si nous parlons de l'automne, de l'hiver, alors nous voyons une tête couverte d'une capuche avec le reste de la traînée de chaleur qui est assommée sous le capot ou sous le chapeau, des mains lumineuses - tout le reste est caché par des vêtements.

Par conséquent, une personne peut être vue dans l'imageur thermique, clairement visible, je l'ai moi-même vu de mes propres yeux. C’est une autre question que les sangliers, les wapitis et les ours peuvent être clairement vus tout aussi bien, et il est nécessaire de filtrer très clairement ce que nous observons encore. Vous ne pouvez tout simplement pas gérer avec un seul imageur thermique, vous ne pouvez pas simplement le prendre, le montrer sur l'imageur thermique et dire qu'il résoudra tous nos problèmes. Non, il doit y avoir un complexe. Le complexe devrait inclure une caméra tricolore, qui donne une image en couleur ou des LED rétro-éclairées monochromes. Cela devrait être avec autre chose, car l'imageur thermique lui-même ne donne que des taches.

- De ces équipes qui sont maintenant en finale, qui est la plus cool?
- Pas d'animaux, pour être honnête. Je peux jeter une brique solide à tout le monde. Disons simplement que j'ai vraiment aimé la décision de la première équipe «Top». Ils avaient juste un imageur thermique et une caméra tricolore. J'ai aimé l'idéologie. Les gars recherchent par des moyens techniques sans attirer les forces terrestres, ils n'avaient pas du tout d'équipage mobile, ils ne cherchaient qu'avec des drones, alors qu'ils trouvaient des gens. Je ne dirai pas s'ils ont trouvé celui dont ils avaient besoin ou non, mais ils ont trouvé des gens et des animaux. Si nous comparons les coordonnées de l'objet sur l'imageur thermique et de l'objet sur la caméra tricolore, nous pouvons identifier l'objet et déterminer si la personne est là.

J'ai des questions sur la mise en œuvre, la synchronisation de l'imageur thermique et de la caméra a été faite négligemment, elle n'était pratiquement pas là du tout. Idéalement, le système devrait avoir une paire stéréo, une caméra monochrome, une caméra tricolore et un imageur thermique, et ils fonctionnent tous dans un seul système horaire. Ce n'était pas là. La caméra fonctionnait dans un système séparé, l'imageur thermique dans un système séparé, et ils avaient des artefacts à cause de cela. Si la vitesse du drone est légèrement plus élevée, cela donnerait déjà une très forte distorsion.

"Ont-ils piloté un hélicoptère ou y avait-il un avion?"
- Personne n'était ici copter. Au contraire, les hélicoptères ont été lancés par l'une des équipes, mais c'était une fonction purement technique d'assurer la communication dans la zone de recherche. Le répéteur Lorovsky était accroché à eux et assurait la communication dans un rayon de 5 kilomètres.

En conséquence, tous les avions de recherche ici sont de type avion. Cela entraîne ses propres problèmes, car il n'est pas facile de décoller et d'atterrir. Par exemple, hier, les conditions météorologiques ont empêché l'équipe de Nakhodka de lancer leur drone. Mais je dirais ceci - le drone, qui était dans leur arsenal, ne les aurait pas aidés sous la forme dans laquelle il est maintenant configuré.

- En demi-finale, ils voulaient utiliser le drone uniquement pour le relais.
- Le drone à Nakhodka a été conçu pour la prise de vue photo-vidéo et la notification. Il y a une sirène d'alarme, une caméra thermique et une caméra couleur. C'est du moins ce que j'ai entendu d'eux. Ils ne l’ont même pas déballé hier. Comme ils l'ont apporté, il était plein à craquer. Mais même s'ils l'avaient obtenu, ils ne l'auraient probablement pas utilisé. Ils ont une tactique complètement différente - ils ont cherché avec leurs pieds.

Aujourd'hui, les gars veulent planter la forêt avec des phares et trouver une personne avec leur aide. J'aime le moins cette solution. J'ai de grands doutes qu'ils seront ensuite récupérés par les 350 phares qu'ils ont amenés ici. Ou plutôt, nous les forcerons à collecter, mais pas le fait qu'ils collecteront tout. J'ai surtout aimé la décision de la première équipe, car elle implique un rejet complet des forces terrestres.

"Juste à cause de ça?" Après tout, si vous prenez vraiment la quantité d'une si grande surface, cela peut fonctionner.
- Cela fonctionnera très probablement, mais je n'ai pas aimé la configuration de largage ou la configuration des balises elles-mêmes.

- Il y avait une brique pour les Stratonauts.
"Les Stratonauts ont une solution intéressante." S'ils l'avaient fait comme ils le voulaient, ils auraient réussi. Mais ils ont également eu des problèmes avec les véhicules volants.

Ils ont créé un système pour fournir des groupes de recherche. L'accent principal est mis sur les forces terrestres mobiles. Ils distribuent des balises, assurent la communication avec les groupes et communiquent avec les phares au sol pour déployer des groupes de recherche aux bons points et dans les bonnes directions. Ils ont des ballons avec des répéteurs qui assurent la communication sur la zone. Ils ont des balises fixes terrestres, mais il y en a très peu, et ils admettent eux-mêmes qu'ils l'ont fait au dernier moment, et ils n'ont pas cette unité tactique de base - ils l'ont fait pour le plaisir de tester. Ils sont peu nombreux et n'ont pas apporté de contribution particulière à la tactique.

La tactique principale était que chaque moteur de recherche du groupe possède son propre tracker personnel, qui est intégré dans un réseau d'information unique avec le siège. Ils voient clairement qui est à quel endroit. Il y a un peignage en temps réel, la direction est ajustée.

- Tout ressemble à ce que vous voulez vraiment combiner en un seul.
- Oui, absolument. Grigory Sergeyev et moi sommes allés, il regarde et dit - "Merde, quelle chose cool, je l'aurais", nous arrivons à d'autres - "Merde, quelle chose cool, je l'aurais", nous arrivons au troisième - "Merde, quelle chose cool «J'aurais trouvé un homme ici et là.»

Séparément, ce sont de bonnes solutions sectorielles pour certaines conditions. Si vous les combinez, il se révèle un très bon complexe, qui a un seul champ de communication, il y a un déploiement du système à longue distance à l'aide de ballons, il y a un système de suivi et de contrôle des forces terrestres en temps réel, il y a des balises qui frappent à une portée suffisamment longue et peuvent une bonne utilisation et une dissection de la zone de recherche en secteurs pour donner une alarme à une personne afin qu'elle se rende vers eux, puis tout devient une question de technologie. Il y a du temps de vol - certaines forces sont utilisées, pas de temps de vol - d'autres, la nuit - troisième.

"Mais tout cela est terriblement cher."
- Quelque chose de cher, quelque chose de pas.

"Par exemple, un drone qui décolle actuellement ressemble probablement à un Boeing."
- Oui, leur coût est assez élevé. Mais vous devez comprendre qu'avec une bonne utilisation, il s'agit d'un achat unique. Vous devez acheter une fois, puis simplement parcourir le pays et postuler. Un tel investissement ponctuel dans des mains habiles durera assez longtemps s'il est correctement entretenu et utilisé.

- Lorsque vous avez regardé les candidatures au concours, y a-t-il quelque chose que vous avez aimé, mais qui n'a pas atteint la finale?
- Il y avait beaucoup de choses drôles.

- Quelle est la chose la plus drôle à retenir?
- Le radar radar suspendu à un ballon était très mémorable. J'ai ri longtemps.

"C'est même effrayant de demander ce que c'est."
- L'astuce est que c'est un très bon moyen de déterminer. La bioradiolocalisation vise à déterminer des objets vivants exactement biologiques dans le contexte de tout ce qui est réfléchi. Oscillation thoracique habituellement utilisée, pouls. Pour ce faire, des radars à très haute fréquence sous 100 GHz sont utilisés, ils brillent à une assez bonne distance et brillent à travers la forêt de 150 à 200 mètres de profondeur.

"Alors pourquoi est-ce drôle?"
- Parce que cette chose ne fonctionne que lorsqu'elle est installée de façon permanente, et ils voulaient l'accrocher à un ballon. Et ils disent - "ceci est un objet stationnaire." Maintenant, nous regardons un ballon, c'est constamment de la saucisse, et ils veulent accrocher une chose qui devrait être fermement vissée au sol, sinon il y aura une telle image que rien ne sera compris du tout.

Les véhicules aériens téléguidés en carton étaient toujours très amusants.

- Du carton?
- Oui, des drones en carton. C'était très drôle. Avion collé sur carton et peint avec vernis. Il a volé comme Dieu a mis son âme. Les gars voulaient qu'il vole dans une direction, et il a volé n'importe où, mais pas dans celle qui était nécessaire, et s'est finalement écrasé, se sauvant des tourments.

Très drôle était "un bagel volant qui peut être reconfiguré en saucisse volante" - une vraie citation de l'application. La tresse extérieure du tuyau d'incendie est prise, le caoutchouc est retiré, gonflé et devient un long tuyau torsadé des deux côtés. Ils le connectent, et il se révèle un bagel volant, sur lequel ils accrochent l'appareil photo. Et qu'un bagel peut être facilement transformé en saucisse volante - tout le monde riait de la saucisse. Pourquoi, pourquoi la saucisse - ce n'est pas clair, mais c'était très drôle.

- J'ai entendu parler des cubes qui sont placés sur le sol, et ils lisent les vibrations et les pas.
- Oui, en effet, il y avait de telles choses. Vous devez comprendre que la chose fonctionne vraiment bien. Je connais plusieurs produits commerciaux qui fonctionnent de cette façon. Il s'agit d'un sismographe à sécurité ajustée pour les systèmes de support de périmètre. Mais cette chose est utilisée exclusivement pour les infrastructures critiques et les installations militaires. Je sais que dans les stations de pompage de gaz, il existe des systèmes de contrôle d'accès à trois niveaux, dont le premier n'est que des sismographes.

- Cela semble plutôt prometteur. Pourquoi pas alors?
- Le fait est que c'est une chose de protéger le périmètre fermé de l'objet d'infrastructure critique avec une petite surface, et c'est une autre de planter toute la forêt avec ces sismographes. Leur portée est très petite et, surtout, vous pouvez à peine faire la distinction entre un sanglier courant, un homme qui court et un ours qui court. Théoriquement, vous pouvez bien sûr, si vous allumez correctement l'appareil, mais tout cela complique grandement la technique, il existe des méthodes beaucoup plus faciles, il me semble.

Tout le monde a été recommandé d'aller aux quarts de finale, tout le monde a été recommandé de s'essayer. Ceux que nous voyons ici sont ceux qui ont vraiment réussi à trouver des gens. Tous les autres n'ont pas trouvé, donc la compétition, il me semble, est assez objective. Vous pouvez, par exemple, faire confiance à l'avis d'experts, vous ne pouvez pas faire confiance, mais le fait demeure - trouvé ou introuvable.