
每年,救援人员都在野外寻找成千上万的人。 从城市来看,我们的技术力量似乎非常强大,可以应付任何任务。 看来,要打十二架无人机,将它们挂在相机和热成像仪上,拧紧神经网络,一切都将在15分钟内找到任何人。 但这不是真的。
到现在为止,技术还受到很多限制,救援队与数百名志愿者一起在广阔的地区穿行。
去年,Sistema慈善基金会启动了Odyssey项目,以寻找新技术来寻找人才。 数以百计的工程师和设计师参与其中。 但是,即使是精通技术和经验的人有时也不会怀疑森林对于技术的渗透性如何。
2013年,在雅库特(Yakutia)的辛斯克(Sinsk)村,两个小女孩失踪了-阿丽娜·伊万诺娃(Alina Ivanova)和阿亚娜·维诺库洛娃(Ayana Vinokurova)。 搜查人员投入巨大力量:为一百名志愿者,救援队,潜水员,无人机配备了热像仪。 共享了直升机镜头,以便可以在Internet上查看所有内容。 但是力量不足。 这些女孩发生了什么仍然未知。
雅库特巨大。 如果是州,就面积而言,它将进入前十名。 但是在巨大的领土上,只有不到一百万的人生活。 在如此漫长的荒芜的针叶林中,尼古拉·纳霍德金(Nikolai Nakhodkin)在雅库特(Yakutia)救援部队工作了12年,其中9人担任领导人。 当情况变得更糟且资源很少时,人们必须发明新的寻人方法。 正如尼古拉所说,想法并非来自美好的生活。
尼古拉·纳霍德金自2010年以来,雅库特救援服务一直在使用无人机。 这是一个独立于俄罗斯联邦紧急事务部的组织,由共和国本身资助。 对于设备没有如此严格的规定,因此在紧急情况部,无人机开始使用的时间要晚得多。 还在服务中,有一个科学小组,热心的工程师致力于为救生员开发应用技术。
“自30年代以来,应急部在各种权力结构中拥有的现有搜索方法,救援服务一直没有改变。 科学小组负责人亚历山大·艾托夫(Alexander Aitov)说,追踪器会沿着这条小径行走,这只狗不会流浪。 “如果找不到一个人,那么整个村庄就会在雅库特(Yakutia),两,三处崛起。 所有人聚集在一起,梳理森林。 每小时搜索一个有生命的人很重要,而且时间越来越快。 它总是很小。 在辛斯克发生悲剧时,涉及了很多人员和设备,但没有结果。 在废弃的针叶林中也有类似情况。 为了以某种方式解决此问题,提出的主意不是将失踪的人视为被动的联系,而是利用自己的渴望获得救助和对生活的积极渴求。”
救援工程师决定组装救援灯和声音信标-相当大但轻巧的设备,可以长时间发出响亮的声音和辉光,日夜吸引人们的注意力。 迷路的人来找他们,会找到水,饼干和火柴-同时指示他们静坐等待救援人员。
这些灯塔相距三公里,环绕着失踪人员的大致搜寻区域。 它们发出低沉的声音,好像汽车在嗡嗡作响-因为高频在森林中的分布要差得多。 通常,获救的人以为自己在走马路或一群即将离开的游客。

灯塔非常简单。 这不是科学团队第一次实施基本而巧妙的解决方案。
“例如,他们在那里为救生员开发了一套漂浮服。 裤子和外套看起来像普通的工作服,但在水中会使人漂浮。 说起功利主义,西装是两层的。 聚氨酯泡沫颗粒缝在里面。 有一种在低温下潜水潜水员的开发。 随着冷空气中压缩空气的膨胀,阀门被白霜覆盖,一个人窒息而死。 有几家研究所想不出该怎么做-他们开发了特殊的材料,进行了电加热,并介绍了各种现代方法。
我们的家伙用500卢布解决了这个问题。 他们将来自水箱的冷空气(并在水下的-57)通过盘管,通过了中国的热水瓶。 空气变热,人们在水下可以在那里工作。”
但是信标太简单了,它们缺少许多有用的功能。 在搜查行动中,救援人员必须定期走很远的距离才能检查每座灯塔。 如果有十座灯塔,则意味着救援人员必须每3-4小时穿过针叶林30公里。
2018年,Sistema慈善基金会启动了Odyssey项目,该竞赛是针对使用新技术的团队进行的竞赛,他们将尝试找到在野外拯救失踪人员的最新方法。 尼古拉·纳霍德金(Nikolai Nakhodkin)和亚历山大·艾托夫(Alexander Aitov)决定与朋友一起参加比赛-他们将团队命名为“纳霍德卡(Nakhodka)”,并带来了最简单的设备来与他人竞争。

根据内务部的数据,2017年俄罗斯有近8.4万人失踪,其中一半未被发现。 平均每个失踪者都有一百个人被搜寻。 因此,奥德赛竞赛的任务是“创造技术,帮助人们在没有交流来源的情况下在森林中寻找失踪人员。 它可以是仪器,传感器,无人机,新的通讯方式以及您的想象力所能提供的一切。”
“在非显而易见的解决方案(或幻想解决方案)中,我们可以命名配备了生物雷达系统的飞艇。 但是该团队没有原型,他们只限于提出自己的想法,”比赛专家Maxim Chizhov说。
另一个团队决定使用地震传感器-一种能够在地面振动中识别人的脚步并显示其前进方向的设备。 通过使用原型,他们甚至设法找到了一个描述“损失”的附加项目(因为参与者亲切地称呼他们),但是团队在比赛中并没有走得很远。
到2019年6月,在列宁格勒,莫斯科和卡卢加州地区的森林中进行了几次培训测试后,最优秀的19个团队进入了半决赛。 他们的任务是在不到2小时的时间内,在4平方公里的土地上找到两个额外的东西。 一个穿过森林,另一个躺在一个地方。 每个团队都有两次尝试找到一个人。
“在半决赛选手中,一个团队想要制造一群无人驾驶飞机,它应该在人工智能的控制下在树冠下飞行,确定运动方向,绕着树干飞行,躲避树枝和树枝。 他将使用AI分析环境并确定人物。

但是,该解决方案与功能形式的实现仍然相距甚远。 我认为即使在测试条件下也要花费大约一年的时间,” Maxim Chizhov说。
接近成功的是ALB搜索团队。 他们在船上装有连接对讲机的扬声器,可以收听周围空间的麦克风,带AI的照相机和计算机以及训练有素的神经网络,可以处理来自照相机的实时图像,从而使人可以照亮。
“操作员不能分析数千张图像,这在物理上是不可能的,而是数十甚至是单位,然后决定是否更改无人机的路线,是否需要额外的无人机进行侦察或立即发送搜索组。”
但是大多数团队都面临类似的问题-该技术无法适应真实森林的条件。

在公园和林地中进行测试时,许多人都依赖计算机视觉,但是在茂密的森林中却无济于事。
约有三分之一的团队希望使用热成像仪,但成像效果也不佳。 在夏天,此时大多数人都消失了,树叶变热了,因此变成了连续的热点。 晚上在较小的时间间隔内进行搜索比较容易,但是仍然有很多热点-加热的树桩,动物等等。 摄像机可以帮助验证可疑的地方,但在夜间却很少使用。
最重要的是,很难获得热成像仪。 “不幸的是,由于欧盟和其他国家对我们的限制,俄罗斯没有好的热像仪,”依赖该技术的Top团队的Alexey Grishaev说。
“市场上出售的热成像仪具有每秒5-6帧的频率的数字输出,以及具有高帧速率但图像质量低的附加模拟视频输出。 结果,我们发现了一个非常好的中国热像仪。 可以说我们很幸运-在莫斯科只有一个。 但是他在一台看不见的小型监视器上发出了一张照片。
大多数团队仅使用视频输出。 我们的团队能够完成模型的定型并以每秒30帧的频率从中获得高质量的数字图像。 结果是非常严肃的热成像仪。 更好,也许只有军事模型。”
但是,即使这些问题也仅仅是开始。 在无人机飞越搜索区域的短时间内,照相机和热像仪捕获了成千上万张图像。 不可能将它们即时转移到某个点-森林上没有Internet或蜂窝通信。 因此,无人驾驶飞机回到了目的地,从承运人那里下载了记录,并在上面花费了至少半个小时,最后他们收到了如此数量的材料,即使在数小时内也无法观看。 在这种情况下,“顶级”团队使用了一种特殊的算法,该算法提取了检测到热异常的图像。 这样减少了数据处理时间。
“我们看到并非所有参加资格测试的团队都了解森林是什么。 马克西姆·基佐夫(Maxim Chizhov)在新闻发布会上宣布,无线电信号在森林中的传播方式有所不同,并很快消失。 “当连接距离起点已经有一个半公里的距离消失时,我们看到了团队的惊喜。 对于某些人来说,令人惊讶的是,森林上缺少Internet。 但这是现实。 这是人们迷路的森林。”
基于灯光和声音信标的技术表现得很好。 四支球队进入了决赛,其中三支正是依靠这一决定。 其中包括来自雅库特的纳霍德卡(Nakhodka)。

“当我们看到莫斯科附近的这个丛林时,我们立即意识到与无人机无关。 每个工具都是完成任务所必需的,它们对于探索大型开放空间非常有用,”亚历山大·艾托夫(Alexander Aitov)说。
在小组的半决赛中,只有三人步行经过树林,并将信标放置在搜索区域。 当许多人解决工程问题时,纳霍德卡就像救援人员一样工作。 “当您只涉及该地区时,不必使用农业心理学。 我们必须表现得像救生员,把自己放在失踪者的位置,看看他可以去的大概方向,走什么路。”
但是,此时此刻甚至纳霍德卡的灯塔也并不像几年前在雅库特那样简单。 利用Sistema的赠款,该团队的工程师开发了无线电技术。 现在,找到灯塔,一个人按下按钮,救援人员立即收到信号,并确定丢失的灯塔将在等待他们。 无人机不是用于搜索,而是用于将无线电信号中继器提升到空中并增加来自信标的激活信号的传输半径。
另外两个团队根据声音信标开发了整个搜索引擎。 例如,MMS Rescue团队创建了一个便携式信标网络,其中每个信标都是一个中继器,即使没有与搜索总部进行直接无线电通信,它也允许您发送有关其激活的信号。
他们说:“我们有一群爱好者是第一次从事这项工作。” “我们从事其他行业-技术,IT,我们有来自太空领域的专家。 我们聚在一起,猛冲下来,决定做出这样的决定。 主要标准是低成本和易用性。 这样,未经培训的人就可以申请。”
另一个团队-“ Stratonauts”-使用类似的解决方案能够比任何人更快地找到其他人。 他们开发了一种特殊的应用程序,可以跟踪无人机的位置,灯塔的位置以及所有救援人员的位置。 交付信标的无人机还充当了整个系统的中继,因此来自信标的信号不会在森林中丢失。
“这并不容易。 有一天我们湿透了。 我们中的两个人通过防风林进入森林,他们意识到这远非野餐之旅。 但又疲倦又满足,我们返回了-都一样,我们在短短45分钟内找到了两次尝试的人,” Stratonavtov的Stanislav Yurchenko说。
“我们将带无人机的灯塔带到了区域的中心,以提供最大的覆盖范围。 一架无人机可以在一次飞行中携带一个信标。 这是很长的时间-但比一个人快。 我们使用的小型紧凑型无人机DJI Mavick-大小不一的灯塔。 这是他可以携带的最大行李,但事实证明是预算。 当然,我想找到一个完全自主的解决方案。 借助AI,无人机可以扫描森林并确定落点。 现在我们有了一个操作员,一公里后,如果您不使用其他设备,则连接结束。 因此,在下一阶段,我们将提出一些建议。”
但是没有一个团队找到一个固定的人,最重要的是,他们从未想出如何做到这一点。 从理论上讲,只有“顶级”团队有机会找到它,尽管有很多困难,他们仍然能够找到人并借助热像仪和照相机进入决赛。

“最初,我们有使用两架飞机式无人机的想法,”“ Top”的Aleksey Grishaev说,“我们开发了它们来确定大气层的成分,但我们仍然有制造全天候无人机的任务。 我们决定在本次比赛中尝试一下。 每个速度为90至260 km / h。 无人机的高速和独特的空气动力学特性使它能够在任何天气条件下进行搜索,并允许您快速扫描给定区域。”
这种设备的优点是,它们在发动机关闭时不会掉落,而是继续规划并坐在降落伞上。 更少-它们不像直升机那样机动。
团队改装的热像仪和高分辨率相机安装在Verkhnyaya主无人机上,仅第二台安装了相机。 主机上的主要无人机是一台微型计算机,该微型计算机使用由团队开发的软件独立检测热异常,并通过两台摄像机的详细图像发送其坐标。 “因此,我们不必现场观看所有材料,为理解起见,每小时飞行大约12,000张图像。”
但是,该团队最近开发了飞机的技术,但仍然存在很多问题-发射系统,降落伞和自动驾驶仪。 “我们害怕带他去测试-他可能会跌倒。 我想避免技术问题。 因此,他们做出了经典决定-DJI Matrice 600 Pro。”
尽管遇到了种种困难,但由于许多废弃的相机和热像仪,Vertex还是能够找到其他功能。 这需要大量的工作,首先是使用热像仪,其次是使用搜索方法。
三个月以来,该团队对该技术进行了测试,该技术使热像仪能够观察到牙冠之间的地面。 “运气不错,因为临时演员穿过这片森林,所以没有一个热像仪能看到任何东西。 而且,如果一个人累了,坐在树下某处-找到他将是不现实的。
从一开始,我们就拒绝将无人机与无人机完全融合在一起。 相反,我们决定寻找一个在空地,空地和空地上空飞行的人。 “我提前到达了该地区,以探索该地区,并使用在线提供的所有地图,我仅在理论上可以看到人员的那些地方绘制了无人机的路线。”
据阿列克谢伊说,一束使用几架无人机非常昂贵(一个带有技术搜索解决方案的航空母舰的价格超过200万卢布),但最终还是有必要的。 他认为,这提供了检测固定附加功能的机会。 “我们最初想寻找一个卧床不起的人。 在我们看来,无论如何我们都可以找到一个动人的地方。 有灯塔的团队只是在寻找移动的灯塔。”
我问了纳霍德卡团队的亚历山大·艾托夫(Alexander Aitov),难道他们不认为每个人都已经预先埋葬了一个静态人吗?毕竟,信标对他毫无用处。他想了一会儿。在我看来,所有其他团队在解决工程问题时都笑容满面。 MMS Rescue的家伙开玩笑说,一个废弃的信标可能会直接落在一个说谎的人身上。 “战略军”认识到这是一项非常艰巨的任务,目前尚无想法。在我看来,纳霍德卡(Nakhodka)的救援人员充满了悲伤和希望:-在三年半的时间里,我们在针叶林失去了一个女孩。她在那里呆了十二天,被很多人搜查了十天。当他们找到她时,她躺在草地上,从上面几乎看不见她。仅通过梳理找到。如果把灯塔放在……三年半的时间里,孩子已经很清醒了。也许她会走近他并按下按钮。我认为他们的部分生活将会得到挽救。-你救了她吗?-是的
在秋天,剩下的四支队伍将前往沃洛格达州(Vologda Oblast),他们的任务将更加困难-在半径10公里的区域内找到一个人。也就是说,面积超过300平方公里。在无人机飞行了半小时的情况下,视力下降到了头顶,一公里后交流消失了。据马克西姆·奇佐夫(Maxim Chizhov)称,尽管他相信每个人都有机会,但到目前为止,尚无原型可用于这种条件。搜救队“ Lisa Alert”主席格里高里·谢尔盖耶夫(Grigory Sergeev)补充说:“今天,我们准备好使用我们所看到的技术中的几种,并且它将是有效的。我敦促所有参与者和非参与者-伙计们,测试技术!来找我们吧!然后,对于任何人来说,森林对无线电信号都是不透明的,而且热成像仪不会穿透树冠,这将不是任何人的秘密。我的主要梦想是以更少的能力找到更多的人。”