Bio radar, drone de papelão e linguiça voadora - Nikita Kalinovsky sobre boas e más tecnologias de pesquisa

Alguns dias atrás, a competição Odyssey terminou, na qual as equipes de engenharia procuravam a melhor tecnologia para encontrar pessoas desaparecidas na floresta. No verão, falei sobre as meias-finais e ontem publiquei um ótimo relatório das finais .

Os organizadores estabeleceram uma tarefa extremamente difícil - encontrar duas pessoas em uma área de 314 km ² em 10 horas. As idéias eram diferentes, mas (spoiler) ninguém conseguiu. Um dos especialistas técnicos da competição foi Nikita Kalinovsky. Discuti com os participantes suas soluções e também perguntei que outras idéias foram lembradas em todas as etapas da competição.

Se você já leu o relatório sobre o final, algumas observações o encontrarão aqui. Esta é apenas uma entrevista completa com edição mínima.

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Se você não leu mais de um artigo desta série, recontarei brevemente o contexto.

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- O que você faz fora da competição?
- Grupo de empresas INTEC, a cidade de Tomsk. A área principal é design industrial, desenvolvimento de eletrônicos e software, inclusive embarcados. Temos nossa própria produção experimental e em pequena escala, ajudamos a levar o produto da ideia à produção em massa. Um de nossos projetos mais famosos é o projeto NIMB, que desenvolvemos desde 2015. Em 2018, recebemos o Red Dot Design Award com este projeto. Este é um dos prêmios de maior prestígio no mundo do design industrial.

- O que essa coisa está fazendo?
- Este é um anel de segurança, um botão de alarme no qual o usuário clica quando ocorre um evento de alarme. Parece um anel de dedo comum. Na parte inferior, há um botão, dentro de um módulo Bluetooth para comunicação com um smartphone, um microeletromotor para indicação tátil, uma bateria e um LED de três cores. A base é uma placa rígida flexível combinada. A parte principal do corpo é de metal, a tampa é de plástico. Este é um projeto bastante conhecido. Em 2017, eles arrecadaram cerca de 350 mil dólares no Kickstarter.

- Como você gosta daqui? As equipes cumprem as expectativas?
- Em algumas equipes, as pessoas têm uma vasta experiência em pesquisa, já estiveram na floresta mais de uma vez e frequentemente realizaram esses eventos. Eles entendem bem como encontrar uma pessoa em condições reais, mas entendem muito mal em tecnologia. Em outras equipes, os caras são muito versados ​​em tecnologia, mas não têm absolutamente nenhuma idéia de como se mover pela floresta no verão, inverno e outono.

- Não há meio termo?
- Eu ainda não vi. A opinião geral de todos os especialistas é esta: se você combinar todas as equipes, conduzi-las para uma única colaboração, forçá-las a combinar soluções, tirar o melhor de cada uma e implementá-las, você obterá um conjunto muito legal. É naturalmente necessário finalizá-lo, trazê-lo para uma condição de mercado saudável e levá-lo à sua apresentação final. No entanto, esta será uma decisão muito legal que pode realmente ser usada e que realmente salvará vidas.

Porém, individualmente, cada uma das soluções não é totalmente eficaz. Em algum lugar carente de qualquer clima, em algum lugar 24 horas por dia, alguém não está procurando pessoas inconscientes. Você sempre precisa se aproximar de uma maneira abrangente e, o mais importante, sempre precisa entender que existe uma certa teoria da pesquisa de pessoas e o complexo deve corresponder a essa teoria.

Agora as decisões estão úmidas. Aqui você pode ver duas classes de projetos: o primeiro - sistemas muito simples e confiáveis ​​que funcionam. Aqueles sinais sonoros que os caras da Yakutia trouxeram, a equipe Nakhodka é um dispositivo único. Pode-se ver que pessoas com grande experiência fizeram isso. Tecnicamente, é muito simples, é um sinal pneumático comum com um módulo LoRaWAN e uma rede MESH implantada nele.

"O que há de tão único nela?"
- Ela pode ser ouvida por um quilômetro e meio na floresta. Para muitos outros, esse efeito não é observado, embora o nível de volume seja praticamente o mesmo para todos. Mas a frequência e a configuração corretas do sinal pneumático dão esses resultados. Pessoalmente, gravei o som a uma distância de cerca de 1200 metros, com um entendimento muito bom de que esse é realmente o som do sinal e a direção para ele. Na vida real, isso funciona bem.

- Ao mesmo tempo, ela parece mais não tecnológica.
- é mesmo. Eles são feitos de um pedaço de tubo de PVC, com a solução mais simples, confiável e muito eficaz. Mas com suas limitações. Não podemos pegar e, com a ajuda desses dispositivos, encontrar uma pessoa que está inconsciente.

- A segunda classe de projetos?
- A segunda classe são soluções técnicas complexas que implementam vários modelos de pesquisa específicos - pesquisa usando termovisores, combinando imagens térmicas e tricolores, drones e muito mais.

Mas, tudo é muito cru lá. Redes neurais usadas localmente. Eles são implantados em computadores pessoais, em placas nvidia jetson, nas próprias aeronaves. Mas tudo isso ainda é pouco educado. E, como a prática demonstrou, o uso de algoritmos lineares nessas condições funcionou com muito mais eficiência do que as redes neurais. Ou seja, determinar uma pessoa pelo ponto na imagem do termovisor, usando algoritmos lineares, por área e pela forma do objeto, deu um efeito muito maior. A rede neural não encontrou quase nada.

"Porque não havia nada para ensiná-la?"
- Eles alegaram ter sido ensinados, mas os resultados foram extremamente controversos. Nem mesmo isso controverso - eles eram quase inexistentes. As redes neurais não se mostraram aqui. Há uma suspeita de que eles foram ensinados incorretamente ou ensinados da maneira errada. Se você aplicar corretamente redes neurais nessas condições, provavelmente elas fornecerão um bom resultado, mas você precisará entender toda a metodologia de pesquisa.

- Eles dizem que as redes neurais são promissoras. Se você os esfriar, eles funcionarão. Sobre o termovisor, pelo contrário, eles dizem que é inútil em qualquer caso.
- No entanto, o fato foi registrado. O termovisor está realmente procurando pessoas. Como nas redes neurais, você precisa entender que estamos falando de ferramentas. Se fizermos um microscópio, examinemos pequenos objetos. Se martelarmos um prego, é melhor não usar um microscópio. Com o termovisor e as redes neurais da mesma forma. Uma ferramenta corretamente ajustada e aplicada nas condições corretas fornece um bom resultado. Se usarmos a ferramenta da maneira errada e errada, é natural que não obtenhamos o resultado.

"Bem, como usar um termovisor se for dito aqui que mesmo um toco apodrecido dá mais calor do que uma avó desaparecida?"
"Não é mais." Verificado, assistido - não mais. O homem tem um padrão claro. Você precisa entender que uma pessoa é um objeto muito específico. Além disso, em diferentes épocas do ano, esses são objetos diferentes. Se estamos falando de verão, então este é um homem de camiseta leve ou camiseta ou camiseta, que brilha com um ponto poderoso no termovisor. Se estamos falando de outono, de inverno, vemos uma cabeça coberta com um capuz com o resto da trilha de calor que é nocauteada por baixo do capô ou por baixo do chapéu, mãos luminosas - tudo o mais fica oculto pelas roupas.

Portanto, uma pessoa é visível no termovisor, claramente visível, eu mesma a vi com meus próprios olhos. Outra questão é que javalis, alces e ursos também podem ser vistos com clareza, e é necessário filtrar com muita clareza o que ainda estamos observando. Você simplesmente não consegue gerenciar com um termovisor, simplesmente não pode pegá-lo, mostrá-lo no termovisor e dizer que ele resolverá todos os nossos problemas. Não, deve haver um complexo. O complexo deve incluir uma câmera de três cores, que fornece uma imagem colorida ou LEDs retroiluminados monocromáticos. Deveria estar com outra coisa, porque o termovisor em si fornece apenas pontos.

- Das equipes que estão na final, quem é o mais legal?
- Sem animais de estimação, para ser honesto. Eu posso jogar um tijolo sólido em todo mundo. Digamos que gostei muito da decisão do primeiro time "Top". Eles tinham apenas um termovisor e uma câmera de três cores. Gostei da ideologia. Os caras estão pesquisando por meios técnicos, sem atrair forças terrestres, eles não tinham equipes móveis, eles procuravam apenas com drones, enquanto encontravam pessoas. Não vou dizer se eles encontraram o que precisavam ou não, mas encontraram pessoas e animais. Se compararmos as coordenadas do objeto no termovisor e do objeto na câmera de três cores, poderemos identificar o objeto e determinar se a pessoa está lá.

Tenho dúvidas sobre a implementação, a sincronização do termovisor e a câmera foi feita descuidada, praticamente não estava lá. Idealmente, o sistema deve ter um par estéreo, uma câmera monocromática, uma câmera de três cores e um termovisor, e todos eles funcionam em um único sistema de tempo. Isto não estava aqui. A câmera trabalhava em um sistema separado, o termovisor em um sistema separado e eles tinham artefatos por causa disso. Se a velocidade do drone for um pouco mais alta, isso já daria uma distorção muito forte.

"Eles pilotaram um helicóptero ou havia um avião?"
- Ninguém estava aqui helicóptero. Em vez disso, os helicópteros foram lançados por uma das equipes, mas era uma função puramente técnica fornecer comunicação na área de pesquisa. O repetidor de Lorovsky estava pendurado neles e fornecia comunicação em um raio de 5 quilômetros.

Como resultado, todas as aeronaves de pesquisa aqui são do tipo aeronave. Isso envolve seus próprios problemas, porque não é fácil decolar e pousar. Por exemplo, ontem, as condições climáticas impediram a equipe de Nakhodka de lançar seu drone. Mas eu diria isso - o drone, que estava em seu arsenal, não os ajudaria na forma em que está agora configurado.

- Nas semifinais, eles queriam usar o drone apenas para revezamento.
- O drone em Nakhodka foi feito para gravação e notificação de foto-vídeo. Há uma sirene de alarme, uma câmera de imagem térmica e uma câmera colorida. Pelo menos foi o que ouvi deles. Eles nem sequer desfizeram as malas ontem. Como eles trouxeram, estava lotado. Mas, mesmo que conseguissem, provavelmente não teriam usado. Eles têm uma tática completamente diferente - eles procuraram com os pés.

Hoje, os rapazes querem plantar a floresta com faróis e encontrar uma pessoa com a ajuda deles. Eu gosto menos desta solução. Tenho grandes dúvidas de que serão recolhidos pelos 350 faróis que trouxeram aqui. Ou melhor, vamos forçá-los a colecionar, mas não o fato de que colecionarão tudo. Acima de tudo, gostei da decisão da primeira equipe, porque envolve uma completa rejeição das forças terrestres.

"Só por causa disso?" Afinal, se você realmente absorve a quantidade de uma área tão grande, ela pode funcionar.
- Provavelmente funcionará, mas não gostei da configuração de queda ou da configuração dos próprios beacons.

- Havia um tijolo para os estratonautas.
"Os estratonautas têm uma solução legal." Se eles fizessem da maneira que queriam, teriam conseguido. Mas eles também tiveram problemas com veículos voadores.

Eles criaram um sistema para fornecer grupos de pesquisa. A ênfase principal está nas forças terrestres móveis. Eles emitem beacons, fornecem comunicação com grupos e se comunicam com faróis terrestres para implantar grupos de pesquisa nos pontos certos e nas direções certas. Eles têm balões com repetidores que fornecem comunicação sobre a área. Eles têm sinalizadores fixos terrestres, mas existem muito poucos deles, e eles próprios admitem que os fizeram no último momento e não possuem essa unidade tática básica - eles fizeram isso para fins de teste. São poucos em número e não deram uma contribuição especial às táticas.

A principal tática era que cada mecanismo de pesquisa do grupo tivesse seu próprio rastreador pessoal, integrado a uma única rede de informações com a sede. Eles vêem claramente quem está em que lugar. Há um penteado em tempo real, a direção é ajustada.

- Tudo parece que você realmente deseja combinar em um.
Sim, com certeza. Grigory Sergeyev e eu fomos, ele olha e diz - “Droga, que coisa legal, eu aceitaria”, chegamos a outros - “Droga, que coisa legal, eu aceitaria”, chegamos ao terceiro - “Droga, que coisa legal "Eu teria encontrado um homem lá e ali."

Separadamente, são soluções setoriais boas para determinadas condições. Se você combiná-los, resultará em um complexo muito bom, que possui um único campo de comunicação, há uma implantação do sistema a longo alcance com a ajuda de balões, existe um sistema de rastreamento e controle das forças terrestres em tempo real, existem faróis que atingem um alcance suficientemente longo e podem uso adequado e dissecação da área de pesquisa em setores para fornecer um alarme a uma pessoa para que ela vá até ela e, em seguida, tudo se torna uma questão de tecnologia. Há tempo voador - algumas forças são usadas, nenhum tempo voador - outras, noite - terceiro.

"Mas é tudo desastrosamente caro."
- Algo caro, algo não.

"Por exemplo, um drone que está decolando agora provavelmente se parece com um Boeing."
- Sim, o custo deles é bastante alto. Mas você precisa entender que, com o uso adequado, essa é uma compra única. Você precisa comprar uma vez e depois apenas transportar o país e aplicar. Esse investimento único em mãos hábeis durará o suficiente se for mantido e operado adequadamente.

- Quando você assistiu as inscrições para a competição, houve algo que você gostou, mas não chegou à final?
- Havia muitas coisas engraçadas.

- Qual é a coisa mais engraçada a lembrar?
- O radar do radar suspenso em um balão foi muito memorável. Eu ri por um longo tempo.

"É até assustador perguntar o que é."
- O truque é que essa é realmente uma boa maneira de determinar. A biorradiolocalização visa determinar exatamente os objetos vivos biológicos no contexto de tudo o mais que é refletido. Oscilação torácica geralmente usada, pulso. Para fazer isso, são usados ​​radares de alta frequência abaixo de 100 GHz, brilham a uma distância razoavelmente boa e brilham pela floresta de 150 a 200 metros de profundidade.

"Então por que é engraçado?"
- Porque isso só funciona quando instalado permanentemente e eles queriam pendurá-lo em um balão. E eles dizem - "este é um objeto estacionário". Agora, estamos olhando para um balão, que é constantemente salsicha, e eles querem pendurar algo que deve ser firmemente aparafusado ao chão, caso contrário, haverá uma imagem que não será compreendida.

Ainda muito engraçados eram veículos aéreos não tripulados de papelão.

Papelão?
- Sim, drones de papelão. Foi muito engraçado. Aeronaves coladas de papelão e pintadas com verniz. Ele voou exatamente como Deus coloca sua alma. Os caras queriam que ele voasse em uma direção, e ele voou para qualquer lugar, só que não era o necessário, e eventualmente caiu, poupando-se de tormento.

Muito engraçado foi "um pãozinho voador que pode ser reconfigurado em uma linguiça voadora" - uma citação real do aplicativo. A trança externa da mangueira de incêndio é retirada, a borracha é removida, inflada e se torna um longo tubo torcido em ambos os lados. Eles o conectam e acontece um bagel voador, no qual penduram a câmera. E que um pãozinho pode ser facilmente transformado em salsicha voadora - todo mundo estava rindo da salsicha. Por que, por que lingüiça - não está claro, mas foi muito engraçado.

- Ouvi falar dos cubos que são colocados no chão e eles leem vibrações e degraus.
- Sim, de fato, havia essas coisas. Você precisa entender que a coisa está realmente funcionando. Conheço vários produtos comerciais que funcionam exatamente dessa maneira. Este é um sismógrafo ajustado à segurança para sistemas de suporte de perímetro. Mas essa coisa é usada exclusivamente para infraestrutura crítica e instalações militares. Eu sei que nas estações de bombeamento de gás existem sistemas de controle de acesso em três níveis, o primeiro dos quais são apenas sismógrafos.

- Parece meio promissor. Porque não então?
- O fato é que uma coisa é proteger o perímetro fechado do objeto crítico de infraestrutura com uma pequena área e outra é plantar toda a floresta com esses sismógrafos. Seu alcance é muito pequeno e, o mais importante, você dificilmente consegue distinguir entre um javali, um homem que corre e um urso que corre. Teoricamente, é claro, se você ligar o dispositivo corretamente, mas tudo isso complica muito a técnica, existem métodos muito mais fáceis, como me parece.

Todo mundo foi recomendado para ir às quartas de final, todo mundo foi recomendado para tentar a sua mão. Aqueles que vemos aqui são aqueles que realmente conseguiram encontrar pessoas. Como todas as outras pessoas não encontraram, a competição, ao que me parece, é bastante objetiva. Você pode, por exemplo, confiar na opinião de especialistas, não pode confiar, mas o fato permanece - encontrado ou não.