Минулого року «Хайтек» поговорив із Григорієм Сергєєвим, головою пошуково-рятувального загону «Ліза
Один з учасників технологічного конкурсу на кваліфікаційному етапі
Для нашої країни особливо актуальна проблемапошуку в лісі. Людина тут може замерзнути навіть влітку, промокнув через роси рано вранці. Тому шукати зниклого треба швидко - а для цього потрібно багато людей, які будуть прочісувати ліс. Пошуково-рятувальні загони використовують програмне забезпечення для смартфонів, дрони, а також, коли це можливо, вертольоти. Але ці технології недостатньо ефективні.
Щоб знайти нове рішення, в Росії БФ «Система»запустив технологічний конкурс «Одіссея», до якого в якості експертів привернув технологічних фахівців і пошуково-рятувальні загони. В цьому році кваліфікаційний етап «Одіссеї» проходив 10-13 червня на полігоні в Калузькій області.
У цю ініціативу було залучено близько 1 000людина, серед яких - студенти, підприємці, вчені, розробники, представників пошуково-рятувальних загонів і властей. Заявки на участь подали 130 інженерних команд з 42 міст Росії. 44 заявки пройшли експертну оцінку проектної документації. 17 з них брали участь в кваліфікаційних випробуваннях. І лише чотири команди впоралися із завданням: змогли знайти статиста, що зображав втраченого в лісі людини в зоні 2х2 км.
Зони пошуку в кваліфікаційному етапі
Вони розділять між собою гранти на 20 млн рублів,а восени будуть в фіналі боротися за призовий фонд у 45 млн рублів. Зона буде вже більше - 20 км в діаметрі, або 314 кв. км. Якщо технології команд-фіналістів будуть удосконалені до такої міри, - вони спрацюють практично в будь-яких умовах.
Чому існуючі технології працюють неефективно?
Щоб шукати людей, ліс прочісують пішки. Можна припустити, що краще використовувати дрони і вертольоти. Але у них є ряд проблем:
- Тепловізор не бачить нічого через крони дерев влітку, а взимку - не побачить людини в щільній одязі.
- На відео з дронів виявити людей неможливо - зате можна на фото, але для цього отсматрівать доведеться тисячі фотографій. Це багато годин роботи для людини.
- Виникають проблеми зі зв'язком: забудьте про мобільний інтернет, в лісах покриття може бути нульове.
З якими технологіями команди змогли впоратися із завданням?
Команда «Знахідка»
В Якутії великі території і щодомаленьке населення - якщо людина заблукає в лісі, йому не позаздриш. Він може кілька днів ходити і нікого не зустріти. Особливо складно знайти орієнтири в похмуру погоду або дощ. Людина просто загине.
Технології «Знахідки»
Пошуково-рятувальні маяки, які генерують звукові і світлові сигнали і передають автоматично в штаб пошуку свої координати при активації маяка загубився людиною.
переваги
- Тривалий час роботи.
- Всепогодность.
- Простота використання.
- Великий радіус дії маяків (до 3 км).
Команда «Знахідка» вже використовує прототипи своїхмаяків в Якутії. Технологію вона розробляла з урахуванням поведінки загубився людини, його психології. Коли людина чує звук цивілізації, він йде до нього. Сенс ідеї в тому, щоб об'єднати зусилля загубився людини і пошукової групи. Загубився людина отримує орієнтир.
«З 2011 року у нас була ескадрилья безпілотноїавіації - квадрокоптера, літаки, - розповідає Микола Находкін. - Етап, коли здається, що зверху все видно, що потрібен безпілотник з камерою або тепловізор, ми пройшли. У сонячний день тепловізор погано працює, а через густу крону - і з камери нічого не видно. І люди в ліс у нас чомусь йдуть в камуфляжі, як на війну. Тому в підсумку ми перейшли від складного до простішого, універсальним ».
Учасник команди «Знахідка» Микола Находкін
«Коли люди збирають гриби та ягоди в лісі, один з них повертається в машину і гуде, щоб зібрати решту. Ми вирішили зробити такий автономний гудок », - додає Находкін.
Спеціальні маяки розставляються по свідомовеликому периметру передбачуваної зони, в якій загубився людина. При установці маяків необхідно враховувати характер лісу і погоду - щоб людина точно не пройшов між двох маяків.
Вони гудуть три рази кожні п'ять хвилин. Почувши гудок в перший раз, людина може подумати, що йому здалося. Після другого він прислухається. Третій дасть йому зрозуміти, в якому напрямку йти. І чим ближче до гудка, тим чіткіше визначається джерело звуку. Вночі включається проблисковий маячок. Так людина знаходить маяк з запискою, натискає кнопку і починає чекати. Також у маяка його чекають сірники, вода і галети.
Принцип такий: по-перше, оточити, а по-друге, вже в середині ділянки почати пошук з квадрокоптера, тепловізора, з собаками. А якщо якийсь маяк спрацьовує, рятувальники отримують сигнал і, знаючи координати цього маяка, відправляються забирати людини. Щоб прочесати ліс, при такому підході не потрібно багато людей, а досить групи з чотирьох-п'яти професійних або навіть непрофесійних рятувальників. Користуватися маяком можна навчитися за десять хвилин по інструкції.
Ми відчували нашу методику пошуку, і вже єврятовані люди. Ми навіть на маяках почали зірочки малювати. На одній «сопілці» вже дві зірочки. Ми б хотіли, щоб технологія була доступна для людей: щоб в будь-якому селі, в адміністрації, стояли кілька маяків, що дозволяють знайти людину без вертольотів і МНС.
Микола Находкін
Сам маяк має гудок, компресор, джерелоенергії і кнопку, яка посилає радіосигнал. Десять маяків здатні подолати відстань в 10 км. У команди були складнощі в підборі гудка: пожежна сигналізація, наприклад, противно пищить, а в лісі звук такий же гаситься через 300-400 м, тут потрібні низькі тони.
Пошуково-рятувальні маяки зі звуковими і світловими сигналами
Кожен маяк сам по собі є ретранслятором,тому не треба зайвий раз піднімати квадрокоптер для отримання сигналу. На даний момент його складання в штучному екземплярі коштує близько 33 тис. рублів, але буде знижено у разі масового виробництва.
Установка маяка на випробуваннях
Микола Находкін на виставці «Комплексна безпека – 2019» став лауреатом інноваційного конкурсу МНС РФ «Є ідея».
Команда «Вершина»
Команда «Вершина» розробила рішення, якеявляє собою пристрій вагою в 1,5 кг. Вага буде зменшуватися в процесі доопрацювання. Носієм може служити будь-який безпілотник, здатний літати з таким навантаженням.
Один з основних елементів - тепловізор. Російські аналоги такого тепловізора роблять в середньому п'ять-шість кадрів в секунду, а дане пристрій здатний на 50 кадрів в секунду спочатку. Після того, як команда втрутилася в електроніку, частота знизилася до 30, але цього виявилося достатньо.
Оновлена прошивка пристрою дозволяє побачити людину навіть через дерева. З винятками: через густі крони, припустимо, клена, при сонячній погоді і температурі 32 ° С це рішення не спрацює.
переваги
Можливість роботи в нічний час за рахунок допрацьованого тепловізора з власним ПО для обробки отриманих даних.
Прямо на борту ПО шукає теплові аномалії. Як тільки в кадр потрапляє аномалія, схожа на людину, в хід йде 24-мегапіксельна камера - вона робить знімки, які разом із зображеннями з тепловізора відправляються в штаб. Якщо в кадрі точно людина, до місця оперативно висуваються рятувальники. Якщо зображення тільки викликають підозри, другий безпілотник направляється для продовження зйомки.
Дрон від команди «Вершина»
Собівартість такого рішення без урахування праці програмістів - близько 700 тис. Рублів. З них близько 500 тис. Припадає на тепловізор, з якого після доопрацювання 70% комплектуючих виявилися непотрібними.
Багато сил було вкладено в нейросеть длярозпізнавання образів. Без такої системи людини виявити неможливо: за 20 хвилин польоту дрон робить 2,5 тис. Знімків, їх навіть кілька людей будуть оглядати дуже довго.
«Вершина»
Команда «MMS Rescue»
Радіомаяки команди «MMS Rescue» при активаціїутворюють єдину радіомережу обміну даними. Кожен маяк видає звуковий і світловий сигнал, чутний на відстані від 500 м до 1 км. Він оснащений кнопкою «Натисніть і чекайте допомогу». Після натискання на кнопку сигнал надходить на прилеглі маяки і через них доходить до рятувальників. За координатами першого маяка висувається пошукова група.
Мережа пошукових маяків. Невеликі габарити маяків надають широкий вибір способів доставки на точки розміщення.
особливість: всі маяки утворюють єдину мережу радіообміну, що дозволяє охоплювати більшу площу і отримувати інформацію про активацію маяка з далеких ділянок зони пошуку, навіть якщо радіосигнал від маяка до штабу не доходить безпосередньо.
переваги
- Можливість доставки дронамі.
- Всепогодность.
- Робота з мінімальною участю людини.
Розміщувати маяки можна різними способами - можна ходити або ж використовувати моторизовані техніку, скидати з літальних апаратів. По завершенні пристрої потрібно зібрати.
Наша команда - це група ентузіастів з рядугалузей: технологічної, ІТ, космічної. Ми до того, як почали розробляти свою заявку, поштурмілі і вибрали основні критерії для технологічного рішення: низька собівартість і простота використання.
MMS Rescue
Собівартість маяка зараз становить близько 1 500рублів. Компоненти - загальнодоступні, їх можна купити в магазинах, що торгують радіодеталями. Батареї вистачає на три доби в літній період, взимку цей показник менше. Існуючі зразки також можна доопрацьовувати - використовувати інше джерело живлення, доповнювати припасами на кшталт води і шоколадки, які допоможуть загубився людині протриматися до приходу рятувальників.
Пошуковий маяк
Після фіналу команда планує допрацьовуватисистему, щоб зробити її більш інтегрованою в загальну рятувальну операцію, розширити покриття, забезпечити зв'язок з авіа- та спецзасобами, з пішими групами, щоб у оператора на планшеті або комп'ютері була видна зона покриття та всі рухомі одиниці.
Ми йшли не куш зірвати. У нас є ідея, яка повинна бути корисна для людства. Якщо система врятує хоча б одну людину, ми вже не дарма зібралися.
MMS Rescue
Команда «Стратонавта»
У команді «Стратонавта» є атестованірятувальники, які працювали у відповідних формуваннях. Вони розуміють, що дорогі рішення будуть недоступні приватним рятувальним загонам, а якщо з'являться в державних, то будуть лежати в сейфі - «щоб не зламали».
Пошуковий комплекс, що об'єднав БПЛА та мережу рятувальних радіомаяків.
Особливістю рішення є те, що всікомпоненти комплексу об'єднані в радіомережа, де кожен вузол мережі є також і ретранслятором, що дозволяє організувати пошуки на великій площі і злагоджено координувати роботу всіх компонентів пошукової системи.
переваги
- Можливість координувати кілька технологій пошуку одночасно для досягнення кращого результату.
- Ретрансляція сигналу дозволяє вести роботу на великій площі.
Компанія «Стратонавтика» з 2010 року є оператором стратосферних запусків, проводить освітні програми, наукові місії та комерційні запуски.
Тому було вирішено брати готові рішення - наприклад, в якості носія маяків, які стали основою комплексного вирішення, вибрали дрони DJI Mavic.
Скидаються маяки мають GPS, а також повільнийрадіомодуль, який передає координати. Швидкісний канал не потрібен - даних не так багато. Щоб забезпечити більшу зону покриття, кожен з маяків є ретранслятором, як і кожен дрон і додаткові маячки у учасників пошуково-рятувальної операції. Зона покриття складає від 500 до 1 000 м в діаметрі. Якщо ж від маяка немає сигналу, до нього надсилається дрон і приймає його зверху.
Кожен маячок має світлозвукову сигналізацію. Людині досить натиснути на кнопку, щоб виявити себе.
Кожна людина в групі має додатковиймаячок. Він менше за розміром і оснащений Bluetooth-модулем, щоб підключитися до смартфону або планшету з Android. Це дозволяє бачити в онлайн-режимі всі засоби, які є на даний момент під час пошуку. Якщо є сигнал хоч від одного маяка, людина бачить всю карту, всіх дронів і пересування всіх груп.
Пошуковий комплекс команди «Стратонавта»
Головною перевагою системи команда вважаєможливість її масштабування. Коли мова йде про глобальне пошуку, потрібно просто задіяти більше пристроїв. Рішення не залежить від мобільного зв'язку. Воно орієнтується на GPS / ГЛОНАСС.
Оскільки носій - це дрон, який можнакупити в будь-якому магазині техніки, він доступніший за ціною. Моделі DJI Mavic в залежності від комплектації оснащуються камерами з 30-кратним зумом і тепловізорами. Керувати ним можна легко, а навчитися цьому - швидко.
Сам маячок зараз коштує 5–7 тис. рублів за штучного виробництва, але це зміниться після початку серійного випуску.
Над чим потрібно працювати?
Експерти виділили кілька цікавих технологій, які можуть бути використані для пошуку людей в лісі.
Влітку працює звукове взаємодія ззагубився людиною. Коли листя щільна і не проглядається камерами, і тепловізор не бачить під пологом, а допоможе тільки вночі, можуть спрацювати звукові сигнали. Наприклад, від маяків, які скидають на ліс безпілотники. Хороші результати показали рішення, які брали звук як основу або ж як елемент в комплексі. Завдяки цьому підходу команди могли виманити людини на відкритий простір і там його зафіксувати.
Взимку потрібно допрацьовувати цей комплекс ззастосуванням тепловізора. Він працює на великих просторах, але йому обов'язково потрібна нейросеть в якості помічника. Нейросеть повинна обробляти, допомагати знаходити теплові аномалії і розпізнавати їх - відрізняти тварину від людини. Це дозволить знаходити локацію загубився, щоб потім його забрати.
Нейросети повинні навчатися на знімках, щоб вонистановили короткий список зображень, які зможе проглянути людина. При цьому алгоритми повинні працювати прямо на борту - на безпілотному літальному апараті. Інакше потрібно чекати їх повернення і копіювати дані на сервер, і тут тільки на копіювання може піти близько 20 хвилин.