Από RemoteSensing Wiki

Πρότυπος Τίτλος : First Successful Rescue of a Lost Person Using the Human Detection System A Case Study from Beskid Niski (SE Poland))

Συγγραφείς : Tomasz Niedzielski, Mirosława Jurecka, Bartłomiej Mizinski, Wojciech Pawul,Tomasz Motyl

Πηγή:Multidisciplinary Digital Publishing Institute

Εικόνα 1: Δραστηριότητες έρευνας και διάσωσης που αναλήφθηκαν κατά την αναζήτηση ενός 65χρονου άνδρα που χάθηκε κοντά στο χωριό Cergowa στο Beskid Niski (ΝΑ Πολωνία).

Η χρήση μη επανδρωμένων αεροσκαφών (UAVs ή drones) έχει μετασχηματίσει τον τομέα της Έρευνας και Διάσωσης (SAR), προσφέροντας δυνατότητες εναέριας εποπτείας που ήταν αδιανόητες στο παρελθόν. Ωστόσο, μέχρι πρότινος, η αποτελεσματικότητα αυτών των συστημάτων εξαρτιόταν αποκλειστικά από τον ανθρώπινο παράγοντα: έναν χειριστή ή αναλυτή που έπρεπε να εξετάζει ατελείωτες ώρες βίντεο ή χιλιάδες φωτογραφίες για να εντοπίσει ίχνη ζωής. Αυτή η διαδικασία είναι χρονοβόρα και επιρρεπής σε λάθη λόγω κόπωσης. Η παρούσα μελέτη καταγράφει ένα ιστορικό ορόσημο: την πρώτη παγκοσμίως τεκμηριωμένη επιτυχή διάσωση ενός αγνοουμένου, όπου ο εντοπισμός δεν έγινε από άνθρωπο, αλλά από έναν αλγόριθμο τεχνητής νοημοσύνης σε πραγματικό χρόνο. Το περιστατικό αφορά έναν 65χρονο άνδρα με νόσο Αλτσχάιμερ, ο οποίος χάθηκε σε πυκνόφυτη περιοχή της Νοτιοανατολικής Πολωνίας.

Εικόνα 2: Η χωρική κάλυψη των πτήσεων RGB (έγχρωμης εικόνας) μαζί με τις αντίστοιχες διαδρομές πτήσης, με υπερθέση των σημείων IPP (Αρχικό Σημείο Σχεδιασμού), LKP (Τελευταίο Γνωστό Σημείο) και της τοποθεσίας εύρεσης (find location).

Η επιχείρηση έλαβε χώρα στην περιοχή Beskid Niski και συντονίστηκε από την Ομάδα Ορεινής Διάσωσης Bieszczady (GOPR). Αρχικά, εφαρμόστηκαν συμβατικές μέθοδοι έρευνας: πεζοπόρα τμήματα σάρωσαν μονοπάτια και ρέματα, μηχανοκίνητα τμήματα με οχήματα quad έλεγξαν το δασικό οδικό δίκτυο, ενώ χρησιμοποιήθηκαν και ειδικά εκπαιδευμένοι σκύλοι mantrailing. Καθώς οι ώρες περνούσαν και οι πιθανότητες επιβίωσης του 65χρονου (ο οποίος είχε υποστεί εγκεφαλικό την προηγούμενη ημέρα) μειώνονταν, αποφασίστηκε η χρήση τεχνολογίας αιχμής. Επιστρατεύτηκε ένα drone DJI Matrice 300, εξοπλισμένο με κάμερα υψηλής ευκρίνειας. Το κλειδί της επιτυχίας ήταν το λογισμικό SARUAV, ένα καινοτόμο σύστημα που χρησιμοποιεί συνελικτικά νευρωνικά δίκτυα (CNN) για την αυτόματη ανίχνευση ανθρώπων σε αεροφωτογραφίες. Για να λειτουργήσει το σύστημα, ακολουθήθηκε αυστηρό πρωτόκολλο πτήσης: λήψη φωτογραφιών κάθετα προς το έδαφος (nadir) για μέγιστη γεωμετρική ακρίβεια και πτήση σε ύψος που εξασφάλιζε ανάλυση εδάφους (GSD) μικρότερη από 3 εκατοστά ανά pixel. Αυτή η λεπτομέρεια ήταν κρίσιμη ώστε ο αλγόριθμος να μπορεί να διακρίνει ανθρώπινες φιγούρες από το φυσικό περιβάλλον.

Εικόνα 3: Προβολή της γραφικής διεπαφής χρήστη του SARUAV, τη στιγμή που το σύστημα εντόπισε τον αγνοούμενο σε εικόνες που συλλέχθηκαν κατά την πτήση RGB 3

Ο αγνοούμενος βρισκόταν εκτεθειμένος στα στοιχεία της φύσης για περισσότερες από 24 ώρες. Οι νυχτερινές έρευνες με θερμικές κάμερες δεν είχαν αποδώσει, πιθανώς λόγω της πυκνής βλάστησης ή της θερμικής ισορροπίας με το περιβάλλον. Το μεσημέρι της επόμενης ημέρας, ξεκίνησαν οι πτήσεις φωτογραμμετρίας. Το λογισμικό SARUAV, τρέχοντας σε έναν ισχυρό φορητό υπολογιστή στο πεδίο (χωρίς ανάγκη σύνδεσης στο διαδίκτυο), επεξεργάστηκε συνολικά 782 εικόνες από τέσσερις διαφορετικές πτήσεις. Η καθοριστική στιγμή ήρθε στις 18:21. Το σύστημα ανέλυσε τις 121 φωτογραφίες της τρίτης πτήσης μέσα σε μόλις 1 λεπτό και 50 δευτερόλεπτα. Ο αλγόριθμος εντόπισε μια ανωμαλία που έμοιαζε με άνθρωπο και την υπέδειξε στον αναλυτή. Η διαδικασία επαλήθευσης από τον άνθρωπο διήρκεσε άλλα 2 λεπτά και 15 δευτερόλεπτα. Συνολικά, μέσα σε λιγότερο από 6 λεπτά από την προσγείωση του drone, υπήρχε επιβεβαιωμένο στίγμα. Οι επίγειες ομάδες έλαβαν τις συντεταγμένες και έφτασαν στο σημείο μέσα σε 9 λεπτά, βρίσκοντας τον άνδρα ζωντανό αλλά σε κρίσιμη κατάσταση. Η ταχύτητα του συστήματος ήταν καταλυτική, καθώς μια χειροκίνητη σάρωση της ίδιας περιοχής (περίπου 100 εκταρίων) θα απαιτούσε ώρες ή πολλαπλάσιες δυνάμεις.

Ο χρόνος ήταν κρίσιμος παράγοντας, καθώς στατιστικά η πιθανότητα επιβίωσης ασθενών με Αλτσχάιμερ μειώνεται στο 54% μετά το 24ωρο. Η χρήση του SARUAV επιτάχυνε δραματικά τον εντοπισμό, μειώνοντας τον φόρτο εργασίας των διασωστών και επιτρέποντας τη συνέχιση της έρευνας χωρίς ανάγκη για άμεση αναπλήρωση πόρων. Η μελέτη υπογραμμίζει ότι η ανάλυση των εικόνων πρέπει να γίνεται άμεσα μετά την πτήση και επιβεβαιώνει ότι η οπτική επιθεώρηση από ανθρώπους είναι συχνά λιγότερο αποτελεσματική από το εξειδικευμένο λογισμικό. Το περιστατικό αποδεικνύει πρακτικά ότι η αυτοματοποιημένη ανάλυση εικόνας σώζει ζωές.

Η επιτυχής αυτή αποστολή αποτελεί την καλύτερη απόδειξη της αξίας της τεχνητής νοημοσύνης στο πεδίο της διάσωσης. Το σύστημα SARUAV απέδειξε ότι μπορεί να λειτουργήσει συμπληρωματικά και ενισχυτικά προς τον άνθρωπο, καλύπτοντας τεράστιες εκτάσεις δύσβατου εδάφους σε ελάχιστο χρόνο. Το περιστατικό υπογραμμίζει τη σημασία της άμεσης επεξεργασίας δεδομένων στο πεδίο και την ανάγκη ενσωμάτωσης τέτοιων αυτοματοποιημένων εργαλείων στα επιχειρησιακά πρωτόκολλα των ομάδων διάσωσης παγκοσμίως. Η τεχνολογία αυτή δεν αντικαθιστά τον διασώστη, αλλά του χαρίζει τον πιο πολύτιμο πόρο σε μια έκτακτη ανάγκη: τον χρόνο.