Инновации 10 августа 2021

Спасти без пилота

Национальный чемпион «Лаборатория Касперского» представила новую разработку — интеллектуальную систему для аналитики чрезвычайных ситуаций. Решение Kaspersky Neural Networks установлено на беспилотные самолеты, выпускаемые фирмой «Альбатрос»
Спасти без пилота
Решение Kaspersky Neural Networks установлено на беспилотные самолеты, выпускаемые фирмой «Альбатрос»
Никита Калмыков

Система Kaspersky Neural Networks эффективна в условиях стихийных бедствий, на массовых мероприятиях с большим скоплением людей, в мегаполисах при сложном трафике на дорогах. Анализ данных происходит в режиме реального времени с борта беспилотника при помощи нейронных сетей.

Система Kaspersky Neural Networks предназначена для решения трех основных задач:

— поиск пропавших людей, животных и объектов (например, смытых наводнением домов) в труднодоступных районах;

— оценка ущерба при чрезвычайных происшествиях с использованием снимков с воздуха;

— анализ данных, необходимых для ведения геодезической, картографической и кадастровой деятельности, а также организации дорожного движения.

При разработке системы эксперты уделили особое внимание технологиям обнаружения малых объектов в условиях ограниченной видимости. Например, во время стихийных бедствий часто стоит задача не только найти уцелевшие смытые строения, но и отличить хозяйственные постройки от жилых, а также определить концентрацию объектов на территории затопления.

Технологии машинного обучения для обработки изображений обеспечивают мгновенное реагирование при анализе объектов. Например, в ходе одного из испытаний Kaspersky Neural Networks тысячи изображений высокого разрешения были обработаны за несколько минут на ноутбуке в условиях работы на пересеченной местности и ограниченной вычислительной мощности устройства.

Нейронные сети «Лаборатории Касперского» умеют дообучаться, с каждым разом совершенствуя результаты. Обработка данных может вестись как на борту БПЛА, например беспилотника «Альбатрос» серии М, так и на сервере или ноутбуке по окончании полетов.


КЛЕШНИН111.jpg
Руководитель по развитию направления Kaspersky Neural Networks Владимир Клешнин
Пресс-служба «Лаборатории Касперского»

«Наши нейросети обучены на десятках тысяч изображений, — рассказал “Стимулу” руководитель по развитию направления Kaspersky Neural Networks Владимир Клешнин. — Сам процесс обучения довольно сложный, он позволяет программе определить и запомнить различные признаки объектов — людей, домов, автомобилей, животных; это во многом похоже на процесс обучения человека. Система распознает сложные объекты, причем в оперативном режиме. Человека система может узнать по маленькому фрагменту руки или ноги, например, или даже по тени. Нейронная сеть не теряет качества распознавания объектов с ходом времени (в отличие от человека), а скорость ее работы значительно выше. Это позволяет обрабатывать огромный массив данных в реальном времени, что существенно ускоряет поиск объектов».

По мнению создателей системы, она будет актуальна прежде всего для нужд МЧС и поисково-спасательных отрядов. На крупных промышленных предприятиях, например ЦОДД, решение может использоваться в качестве инструмента контроля трафика. Система уникальна тем, что она обрабатывает данные в реальном времени на борту нескольких беспилотников и демонстрирует их в едином веб-интерфейсе для множества операторов.

magnifier.png Система распознает сложные объекты, причем в оперативном режиме. Человека система может узнать по маленькому фрагменту руки или ноги, например, или даже по тени

«Самолет видит человека, нейросеть его распознает, и оператор уже через секунду получает изображение и координаты найденного человека, — поясняет Владимир Клешнин. — Не нужно ждать приземления беспилотника. При этом остальные системы с подобным функционалом спроектированы так, что беспилотник должен сначала приземлиться и передать данные, их проанализируют, и потом только специалисты определят проблему. Для беспилотных самолетов это может занять несколько часов, для коптеров — порядка получаса».

В чрезвычайных ситуациях счет часто идет на минуты. Человек может уйти с места обнаружения в лесу, а дом, к примеру, смоет с той точки, куда его прибило селем. Даже 20 минут могу оказаться жизненно важными — например, если коптер засек, что по реке плывет унесенный стихией дом, и в нем еще остались люди.

«Не так давно мы и “Альбатрос” принимали участие в профильной выставке МЧС “Комплексная безопасность — 2021”, — рассказывает Владимир Клешнин. — По ее итогам мы получили много запросов на демоверсию KNN от различных региональных подразделений МЧС России и других стран. С некоторыми из них мы сейчас обсуждаем передачу ПО и возможность проведения пилотных проектов».

Стояли у истоков

В рамках партнерства с ООО «Альбатрос» система установлена на беспилотный самолет «Альбатрос М5» и промышленный квадрокоптер «Альбатрос Д1». О своей компании и стоящих перед ней задачах со «Стимулом» побеседовал генеральный директор «Альбатроса» Никита Калмыков.


КАЛМЫКОВ.jpg
Генеральный директор ООО «Альбатрос» Никита Калмыков
Фото предоставлено Никитой Калмыковым

«Сотрудники нашей фирмы стояли у истоков беспилотной авиатехники в России. Все зарождалось еще в начале двухтысячных, — говорит он. — Сама компания “Альбатрос” сильно моложе, она появилась в 2017 году, но у наших ребят очень богатый опыт разработки и производства БПЛА. Вообще, в России мало компаний, которые занимаются беспилотными самолетами, и каждая обычно специализируется на одном, максимум двух сегментах».

По словам руководителя компании, рынок БПЛА у нас еще не очень развит. Производителям и разработчикам приходится объяснять на выставках, почему игрушка, которая стоит несколько миллионов рублей, очень сильно поможет сократить расходы в производстве, да и в том же сельском хозяйстве.

magnifier.png Самолет видит человека, нейросеть его распознает, и оператор уже через секунду получает изображение и координаты найденного человека. Не нужно ждать приземления беспилотника

ООО «Альбатрос» специализируется в сельскохозяйственной области. Самолеты компании снимают поле, эта информация уже в качестве цифровой модели местности выгружается, анализируется, обрабатывается. И на сельхозпредприятии решают, вносить ли удобрения в ту или иную часть поля, узнают об изменении параметров поля.

«Были уже неоднократно случаи, — говорит Никита Калмыков, — когда мы приносили заказчикам информацию о площади их полей со всеми контурами. И выяснялось, что поля на 20 процентов меньше по сравнению с тем, что указано во всех базах. Потом они с геодезистами приходят и говорят: “Ну да, вы были правы”. И, получается, что дорогостоящая техника при правильном применении сильно экономит затраты. В первую очередь это снижение затрат на ГСМ для сельскохозяйственной техники, расходов на закупку семенного материала, удобрений и пестицидов».


АЛЬБАТРОС.jpg
Коллектив ООО «Альбатрос»
Фото предоставлено Никитой Калмыковым

Спасательные «Альбатросы»

Никита Калмыков пояснил, какие беспилотники оптимальны для поисково-спасательных операций. По его словам, заниматься спасением людей, поиском объектов лучше всего при помощи электрических самолетов. Самолет, в отличие от коптера, может покрыть гораздо большую площадь: у него выше скорость и больше время полета, кроме того, он лучше противодействует ветровым нагрузкам. У коптеров преимущество в том, что они могут парить в одной точке. Если нужно заснять какой-нибудь трехмерный объект, например здание, со всех сторон, лучше это делать с коптера.

«И еще на самолет можно навесить более тяжелое оборудование, — говорит г-н Калмыков. — У нас полезная нагрузка — три килограмма, и мы можем поставить гораздо более производительные фотоаппараты. Чем больше матрица, чем больше мегапикселей в фотоаппарате, тем выше мы можем поднять самолет и тем больше площадь мы можем отснять при сопоставимом качестве снимков».

magnifier.png Система, изначально ориентированная на аналитику происшествий и поиск людей, может стать надежным помощником для сельхозпредприятий, строительных и нефтяных компаний, а также организаций, обслуживающих вышки сотовой связи

Как отметил Никита Калмыков, электрический самолет проще бензинового технологически, состоит из меньшего количества узлов и деталей. И, естественно, чем больше узлов и деталей, тем больше процент отказа. Электрический самолет летает четыре часа, подобный бензиновый будет находиться в воздухе шесть часов, но электрический можно дозарядить за 15 минут, перекинуть батарейки и поднять в воздух заново. А бензиновый нужно будет запускать часа два, что полностью нивелирует оперативность развертывания, а при задачах поиска это наиболее важная характеристика. Маленький перефорсированный двигатель очень сильно зависит от погодных условий. К примеру, при высокой влажности он будет запускаться очень долго.

Установленная на БПЛА система Kaspersky Neural Networks может искать потерявшихся грибников, людей в зонах чрезвычайных ситуаций, чтобы, к примеру, быстрее вывести их из горящего леса, мест затопления. Решение также подходит для охраны периметра, но уже на стационарных объектах — речь идет о поиске людей, которые нарушают какую-либо границу. При минимальной доработке можно оценивать ущерб от разливов нефти, подсчитывать в лесу число животных определенного типа, деревьев, попорченных короедом, и так далее.


СЪЕМКА.jpg
Классификация пострадавших объектов с помощью системы Kaspersky Neural Networks
Пресс-служба «Лаборатории Касперского»

Что касается аналогов, то за рубежом это тоже абсолютно новый сегмент, все сейчас находятся в одинаковых условиях — только-только начинают.

«Мы рассчитываем, что Kaspersky Neural Networks будет пользоваться широким спросом на рынке. Большой опыт применения дронов для оказания услуг в разных сферах позволяет нам прогнозировать рост спроса на беспилотники с компьютерным зрением. Система, изначально ориентированная на аналитику происшествий и поиск людей, может стать надежным помощником для сельхозпредприятий, строительных и нефтяных компаний, а также организаций, обслуживающих вышки сотовой связи. Сотрудничество с Kaspersky Neural Networks дает нам ту гибкость, которая нужна сегодняшнему заказчику с его растущими потребностями в интеллектуальных осмотрах с воздуха», — отметил гендиректор ООО «Альбатрос».

Темы: Инновации

Еще по теме:
06.02.2023
Российские ученые создают новые биосенсоры, которые будут измерять основной показатель качества воды — биохимическое пот...
01.02.2023
Российское правительство утвердило дорожную карту «Новое индустриальное программное обеспечение». Этот документ стал рез...
27.01.2023
Первокурсники НГТУ НЭТИ научили мобильные телефоны следить за сахаром в крови пользователя
25.01.2023
Созданный Ассоциацией национальных чемпионов Комитет по инновационной фармацевтике будет заниматься технологическим разв...
Наверх