Todos os anos, as equipes de resgate procuram dezenas de milhares de pessoas perdidas na natureza. Nas cidades, nosso poder tecnológico parece tão grande que pode lidar com qualquer tarefa. Parece, pegue uma dúzia de drones, pendure cada um na câmera e no termovisor, aparafuse a rede neural e tudo encontrará alguém em 15 minutos. Mas isso não é de todo verdade.
Até agora, a tecnologia repousa sobre muitas restrições e as equipes de resgate vasculham vastas áreas com centenas de voluntários.
No ano passado, a fundação de caridade Sistema lançou o projeto Odyssey para encontrar novas tecnologias para encontrar pessoas. Centenas de engenheiros e designers participaram. Mas mesmo as pessoas experientes em termos técnicos e experientes às vezes não suspeitavam o quão impenetrável a floresta era para a tecnologia.
Em 2013, na vila de Sinsk, em Yakutia, duas meninas desapareceram - Alina Ivanova e Ayana Vinokurova. Enormes forças foram lançadas em suas buscas: equiparam cem voluntários, equipes de resgate, mergulhadores, drones com termovisores. As fotos de helicóptero foram compartilhadas para que tudo pudesse ser visto na Internet. Mas não havia força suficiente. O que aconteceu com as meninas ainda é desconhecido.
Yakutia é enorme. Se fosse um estado, teria entrado entre os dez maiores em termos de área. Mas em um território gigantesco, menos de um milhão de pessoas vivem. Em uma taiga deserta tão interminável, Nikolai Nakhodkin trabalhou por 12 anos no Serviço de Resgate de Yakutia, 9 dos quais - como líder. Quando as condições são piores e há poucos recursos, é preciso inventar novas maneiras de encontrar pessoas. E, como Nikolai diz, as idéias não vêm de uma vida boa.
Nikolay NakhodkinDesde 2010, o Serviço de Resgate de Yakutia usa drones. Esta é uma organização separada do Ministério de Emergências da Federação Russa, financiado pela própria república. Não existem regulamentos estritos para equipamentos, portanto, no Ministério das Situações de Emergência, os drones começaram a ser usados muito mais tarde. Também ao serviço, há um grupo científico em que engenheiros entusiasmados estão envolvidos no desenvolvimento de tecnologias aplicadas para salva-vidas.
“Os métodos de busca existentes que o Ministério de Emergências possui, os serviços de resgate, em todos os tipos de estruturas de poder - não mudaram desde os anos 30. Um rastreador segue a trilha, o cão ajuda a não se desviar ”, diz Alexander Aitov, que era o chefe do grupo científico. “Se uma pessoa não é encontrada, uma vila inteira nasce em Yakutia, dois, três. Todos se reúnem e vasculham as florestas. Procurar uma pessoa viva a cada hora é importante, e o tempo está se esgotando rapidamente e rapidamente. É sempre pequeno. Quando a tragédia ocorreu em Sinsk, muitas pessoas e equipamentos estavam envolvidos, mas sem resultado. Situações semelhantes são encontradas na taiga deserta. Para consertar isso de alguma maneira, surgiu a idéia de não perceber a pessoa desaparecida como um elo passivo, mas usar seu próprio desejo de ser salvo e uma sede ativa de vida. ”
Os engenheiros de resgate decidiram montar faróis de luz e som de resgate - dispositivos bastante grandes, porém leves, que emitem um som alto e brilham por um longo tempo, atraindo atenção para si dia e noite. Uma pessoa perdida, chegando até eles, encontrará água, biscoitos e fósforos - e ao mesmo tempo instruções para ficar quieto e esperar os socorristas.
Esses faróis ficam a uma distância de três quilômetros um do outro e circundam uma área aproximada de busca pela pessoa desaparecida. Eles emitem um som baixo, como se um carro estrondasse - porque as altas frequências são muito piores distribuídas na floresta. Muitas vezes, os resgatados pensavam que estavam pegando o som da estrada ou de um grupo de turistas prestes a sair.
Os faróis eram incrivelmente simples. Não é a primeira vez que uma equipe científica implementa soluções elementares, mas engenhosas.
“Lá, por exemplo, eles desenvolveram um traje flutuante para salva-vidas. Calças e jaqueta parecem roupas de trabalho comuns, mas na água mantêm uma pessoa à tona. Falando bastante utilitário, o processo é de duas camadas. Grânulos de espuma de poliuretano são costurados dentro. Existe um desenvolvimento para mergulhar um mergulhador a baixa temperatura. Com a expansão do ar comprimido no frio, as válvulas são cobertas com gelo e uma pessoa se sufoca. Vários institutos não conseguiram pensar no que fazer com isso - eles desenvolveram materiais especiais, fizeram aquecimento elétrico e introduziram todo tipo de abordagens modernas.
Nossos caras resolveram o problema por 500 rublos. Eles passaram o ar frio que sai do tanque (e vai para -57 sob a água) através de uma bobina, passando por uma garrafa térmica chinesa. O ar esquenta, as pessoas ficam debaixo d'água e podem trabalhar lá. ”
Mas os faróis são muito simples, eles careciam de muitas funções úteis. Durante as operações de busca, o socorrista regularmente viajava grandes distâncias para verificar todos os faróis. Se houver dez faróis, significa que o socorrista deve percorrer 30 km pela taiga a cada 3-4 horas.
Em 2018, a fundação de caridade Sistema lançou o projeto Odyssey, um concurso para equipes que, usando novas tecnologias, tentarão encontrar as maneiras mais recentes de salvar as pessoas desaparecidas na natureza. Nikolai Nakhodkin e Alexander Aitov com os amigos decidiram participar - eles chamaram a equipe de "Nakhodka" e trouxeram seu dispositivo mais simples para melhorá-lo na competição com os outros.
Segundo o Ministério da Administração Interna, em 2017, quase 84 mil pessoas desapareceram na Rússia e metade delas não foi encontrada. Cada pessoa desaparecida, em média, foi procurada por cem pessoas. Portanto, a missão da competição Odyssey era “criar tecnologias que ajudem a encontrar pessoas desaparecidas na floresta sem uma fonte de comunicação. Podem ser instrumentos, sensores, drones, novos meios de comunicação e tudo o que sua imaginação é capaz. ”
“Das soluções não óbvias - ou fantasias - podemos nomear um dirigível equipado com um sistema de bio-radar. Mas a equipe não tinha um protótipo e se limitou a apresentar sua ideia ”, diz Maxim Chizhov, especialista na competição.
Outra equipe decidiu usar um sensor sísmico - um dispositivo que, entre as vibrações no solo, pode reconhecer os passos humanos e mostrar a direção de onde eles vêm. Usando o protótipo, eles conseguiram encontrar extras que mostravam uma "perda" (como os participantes os chamavam carinhosamente), mas a equipe não foi longe na competição.
Até junho de 2019, após vários testes de treinamento nas florestas das regiões de Leningrado, Moscou e Kaluga, as 19 melhores equipes chegaram às semifinais. Eles receberam a tarefa de encontrar dois extras em menos de 2 horas em um terreno de 4 quilômetros quadrados. Um viajou pela floresta, o outro estava em um lugar. Cada equipe teve duas tentativas para encontrar uma pessoa.
“Entre os semi-finalistas, uma equipe queria criar um enxame de drones, que deveriam voar sob as copas das árvores, controladas por inteligência artificial, determinando a direção do movimento, voando pelos troncos, evitando galhos e galhos. Usando a IA, ele analisava o ambiente e identificava a pessoa.
Mas essa solução ainda está muito longe da implementação em uma forma funcional. Acho que levará cerca de um ano para funcionar mesmo em condições de teste ”, diz Maxim Chizhov.
Perto do sucesso estava a equipe do ALB Search. Eles tinham um alto-falante a bordo conectado ao walkie-talkie, um microfone que podia ouvir o espaço ao redor, uma câmera e um computador com IA e uma rede neural treinada que processava imagens em tempo real da câmera, onde uma pessoa podia acender.
"O operador pode analisar não milhares de imagens, o que é fisicamente impossível, mas dezenas ou até unidades, e depois decidir se deve mudar a rota do drone, se é necessário um drone adicional para reconhecimento ou enviar imediatamente um grupo de pesquisa".
Mas a maioria das equipes enfrentou problemas semelhantes - a tecnologia não foi adaptada às condições de uma floresta real.
A visão computacional, na qual muitos confiavam, funcionava quando testada em parques e bosques - mas se mostrava inútil em uma floresta densa.
Os termovisores, esperados por cerca de um terço das equipes, também eram ineficazes. No verão - e neste momento a maioria das pessoas desaparece - a folhagem se aquece e se transforma em um ponto quente contínuo. É mais fácil pesquisar em um pequeno intervalo à noite, mas ainda existem muitos pontos de calor - tocos aquecidos, animais e muito mais. Uma câmera pode ajudar a verificar lugares suspeitos, mas é pouco útil à noite.
Além disso, era difícil obter termovisores. "Infelizmente, devido às restrições impostas a nós pela UE e por outros países, bons termovisores não estão disponíveis na Rússia", disse Alexey Grishaev, da equipe Top, que contava com essa tecnologia.
“Os termovisores disponíveis no mercado têm uma saída digital com uma frequência de 5-6 quadros por segundo e uma saída de vídeo analógica adicional com uma alta taxa de quadros, mas baixa qualidade de imagem. Como resultado, encontramos um termovisor chinês muito bom. Podemos dizer que tivemos sorte - em Moscou havia apenas um. Mas ele divulgou uma foto em um pequeno monitor, onde nada era visível.
A maioria das equipes usou apenas a saída de vídeo. Nossa equipe conseguiu finalizar o modelo e obter uma imagem digital de alta qualidade com uma frequência de 30 quadros por segundo. O resultado foi um termovisor muito sério. Melhor, provavelmente, apenas modelos militares.
Mas mesmo esses problemas são apenas o começo. No curto espaço de tempo em que o UAV voou sobre a área de pesquisa, câmeras e termovisores capturaram dezenas de milhares de imagens. Era impossível transferi-los para um ponto rapidamente - não havia Internet ou comunicação celular sobre a floresta. Portanto, o drone voltou ao ponto, os registros foram baixados de suas transportadoras, gastando pelo menos meia hora nele e, no final, eles receberam uma quantidade tão grande de material que era fisicamente impossível assistir por horas. Nessa situação, a equipe "Top" usou um algoritmo especial que extraía imagens onde as anomalias térmicas eram detectadas. Isso reduziu o tempo de processamento de dados.
“Vimos que nem todas as equipes que compareceram aos testes de qualificação entendiam o que era floresta. Que um sinal de rádio se espalha de maneira diferente em uma floresta e se perde rapidamente ”, anunciou Maxim Chizhov em entrevista coletiva. “Vimos a surpresa das equipes quando a conexão já desaparecia a uma distância de um quilômetro e meio do ponto de partida. Para alguns, foi uma surpresa a falta de Internet na floresta. Mas é uma realidade. Esta é a floresta onde as pessoas estão perdidas. ”
A tecnologia baseada em faróis de luz e som mostrou-se bem. Quatro equipes chegaram à final, três das quais se baseavam precisamente nessa decisão. Entre eles está Nakhodka de Yakutia.
“Quando vimos essa selva perto de Moscou, imediatamente percebemos que não havia nada a ver com drones. Cada ferramenta é necessária para sua tarefa e é boa para explorar grandes espaços abertos ”, diz Alexander Aitov.
Nas meias-finais da equipe, havia apenas três pessoas que atravessaram a mata a pé e colocaram faróis na área de busca. E enquanto muitos estavam resolvendo problemas de engenharia, Nakhodka trabalhava como socorristas. "Não é necessário usar a psicologia agrária quando você simplesmente cobre a área. Devemos nos comportar como salva-vidas, nos colocar no lugar da pessoa desaparecida, olhar para a direção aproximada para onde ele pode ir, que caminhos. ”
Mas até os faróis de Nakhodka, naquele momento, não eram tão simples como eram há vários anos na Yakutia. Usando doações do Sistema, os engenheiros da equipe desenvolveram tecnologia de rádio. Agora, ao encontrar um farol, uma pessoa aperta um botão, os socorristas recebem imediatamente um sinal e sabem com certeza qual farol os perdidos os aguardam. Um UAV é necessário não para pesquisa, mas para elevar o repetidor de sinal de rádio no ar e aumentar o raio de transmissão do sinal de ativação dos faróis.
Mais duas equipes desenvolveram mecanismos de pesquisa inteiros baseados em sinais sonoros. Por exemplo, a equipe do MMS Rescue criou uma rede de beacons portáteis, onde cada beacon é um repetidor, o que permite transmitir um sinal sobre sua ativação, mesmo na ausência de comunicação direta por rádio com a central de busca.
"Temos um grupo de entusiastas que assumiram essa tarefa pela primeira vez", dizem eles. “Estávamos envolvidos em outros setores - tecnologia, TI, temos especialistas da área espacial. Nos reunimos, invadimos e decidimos tomar essa decisão. Os principais critérios foram baixo custo e facilidade de uso. Para que pessoas sem treinamento possam participar e se inscrever. ”
Outra equipe - "Stratonauts" - usando uma solução semelhante foi capaz de encontrar extras mais rapidamente do que qualquer um. Eles desenvolveram um aplicativo especial que rastreava a posição do drone, a localização dos faróis e a posição de todos os socorristas. O drone que entregou os faróis também atuou como um relé para todo o sistema, para que o sinal dos faróis não se perdesse na floresta.
“Não foi fácil. Um dia nos molhámos bem. Duas pessoas entraram na floresta pelo quebra-vento e perceberam que isso estava longe de ser uma viagem de piquenique. Mas, cansados e contentes, voltamos - mesmo assim, encontramos a pessoa nas duas tentativas em apenas 45 minutos ”, diz Stanislav Yurchenko, da Stratonavtov.
“Trouxemos faróis com drones para o centro da zona para oferecer a melhor cobertura. Um drone pode carregar um farol em um voo. Isso é muito tempo - mas mais rápido que uma pessoa. Usamos os pequenos drones compactos DJI Mavick - um farol do tamanho dele. Esse é o máximo que ele pode carregar, mas acaba o orçamento. Claro, eu gostaria de encontrar uma solução completamente autônoma. Com a IA, para que o drone varra a floresta e determine os pontos de queda. Agora temos um operador e, depois de um quilômetro, se você não usar dispositivos adicionais, a conexão será encerrada. Portanto, no próximo estágio, apresentaremos alguma coisa. ”
Mas nenhuma equipe encontrou uma pessoa imobilizada e, o mais importante - não descobriu como fazer isso. Teoricamente, apenas a equipe “Top” teve chance de encontrá-lo, que, apesar de todas as dificuldades, conseguiu encontrar uma pessoa e ir para a final com um termovisor e uma câmera.
“Inicialmente, tínhamos a idéia de usar dois drones do tipo aeronave”, diz Aleksey Grishaev de “Top”. “Nós os desenvolvemos para determinar a composição da atmosfera e ainda temos a tarefa de criar um VANT para qualquer clima. Decidimos experimentá-los neste concurso. A velocidade de cada um é de 90 a 260 km / h. A alta velocidade e as características aerodinâmicas únicas do UAV oferecem a capacidade de pesquisar em qualquer condição climática e permitem a digitalização rápida de uma determinada área. "
A vantagem de tais dispositivos é que eles não caem quando o motor é desligado, mas continuam a planejar e sentar em um pára-quedas. Menos - eles não são tão manobráveis quanto os quadrocopters.
Um termovisor e uma câmera de alta resolução modificada pela equipe estão instalados no drone principal de Verkhnyaya, e apenas uma câmera no segundo. A bordo do UAV principal, há um microcomputador que, usando o software desenvolvido pela equipe, detecta anomalias térmicas de forma independente e envia suas coordenadas com uma imagem detalhada das duas câmeras. "Portanto, não precisamos assistir todo o material ao vivo, e isso, para entender, é de cerca de 12.000 imagens por hora de voo."
Mas a equipe criou a tecnologia da aeronave recentemente, e ainda havia muitos problemas com ela - com o sistema de lançamento, com um pára-quedas, com um piloto automático. “Tínhamos medo de levá-lo à prova - ele poderia simplesmente cair. Eu queria evitar problemas técnicos. Portanto, eles tomaram a decisão clássica - DJI Matrice 600 Pro ".
Apesar de todas as dificuldades, devido às quais muitas câmeras abandonadas e termovisores, a Vertex conseguiu encontrar um extra. Isso exigiu muito trabalho, primeiro com um termovisor e, segundo, com os próprios métodos de pesquisa.
Por três meses, a equipe testou a tecnologia, que permitiu ao termovisor visualizar o solo entre as coroas. “Houve um pouco de sorte, porque a rota de extras percorria tais florestas que nem um único termovisor veria nada. E se uma pessoa estiver cansada e sentada em algum lugar debaixo da árvore - não será realista encontrá-la.
Desde o início, nos recusamos a pentear completamente a floresta com nossos UAVs. Em vez disso, decidimos procurar um homem sobrevoando clareiras, clareiras e áreas abertas. Cheguei ao local com antecedência para explorar a área e, usando todos os mapas disponíveis on-line, desenhei rotas para UAVs apenas sobre aqueles lugares onde teoricamente uma pessoa poderia ser visível ”.
Segundo Alexei, o uso de vários drones de uma só vez é muito caro (uma transportadora com uma solução técnica para pesquisar a bordo custa mais de 2 milhões de rublos), mas no final será necessário. Ele acredita que isso dá a chance de detectar extras extras. “Inicialmente, queríamos procurar uma pessoa acamada. Pareceu-nos que poderíamos encontrar um em movimento de qualquer maneira. E as equipes com os faróis estavam procurando apenas a que se deslocava. ”
Perguntei a Alexander Aitov, da equipe de Nakhodka - eles não acham que todo mundo já havia enterrado uma pessoa estática com antecedência? Afinal, os faróis são inúteis para ele.
Ele pensou por um momento. Pareceu-me que todas as outras equipes falavam com sorrisos e um brilho nos olhos sobre a solução de problemas de engenharia. Os caras do MMS Rescue brincaram que um farol descartado poderia cair diretamente sobre uma pessoa que estava mentindo. Os "estratonautas" reconheceram que esta é uma tarefa muito difícil para a qual ainda não existem idéias. E o socorrista de Nakhodka falou, como me pareceu, com uma mistura de tristeza e esperança:
- Perdemos uma garota na taiga, em três anos e meio. Ela passou doze dias lá e dez dias foram revistados por um grande número de pessoas. Quando a encontraram, ela estava deitada na grama, de cima era praticamente invisível. Encontrado apenas penteando.
Se os faróis fossem colocados ... aos três anos e meio, a criança já estaria bastante consciente. E talvez ela chegasse até ele e pressionasse um botão. Eu acho que parte da vida deles seria salva.- Você a salvou?- ela sim.
No outono, as quatro equipes restantes irão para o Oblast de Vologda, e a tarefa será muito mais difícil para elas - encontrar uma pessoa em uma zona com um raio de 10 quilômetros. Ou seja, em uma área de mais de 300 quilômetros quadrados. Em condições em que o drone tem meia hora de voo, a visão se rompe nas coroas e a comunicação desaparece após um quilômetro. Segundo Maxim Chizhov, até o momento nenhum protótipo está pronto para tais condições, embora ele acredite que todos tenham uma chance. Grigory Sergeev, presidente da equipe de busca e salvamento "Lisa Alert", acrescenta:“Hoje estamos prontos para usar algumas tecnologias daquelas que vimos e serão eficazes. E peço a todos os participantes e não participantes - pessoal, testem a tecnologia! Venha nos procurar! E então não será segredo para ninguém que a floresta é opaca ao sinal de rádio e o termovisor não vê através das coroas. Meu principal sonho é encontrar mais pessoas com menos poder. ”