מעבר לרחפנים ואינטליגנציה מלאכותית: שיקול מחדש של עתיד הפינוי ההומניטרי

הייתי עובד עם רחפנים מאז 2014, אבל פרוץ המלחמה באוקראינה סימן נקודת מפנה בקריירה שלי. מאז 2022, התמקדותי השתנתה לחקר הדרכים בהן ניתן להשתמש ברחפנים כדי לאוטומט את הפינוי ההומניטרי – מהן היכולות שהם זקוקים להן, וכיצד הטכנולוגיה יכולה להפוך את המאמצים לבטוחים יותר ויעילים יותר. כחלק מעבודה זו, אני עוקב בקרבה אחר המרכז הבינלאומי לפינוי הומניטרי של ז’נבה (GICHD), משתתף באירועים שלהם, ומעורב באופן קבוע עם מומחים שלהם.

בהתחשב בפתרונות המבוססים על רחפנים, המשולבים עם אינטליגנציה מלאכותית, הם באמת מועילים רק בשלב הסקר הטכני הלא-טכני (NTS) של תהליך הפינוי ההומניטרי. הרחפנים סורקים שטחים גדולים ואוספים נתונים. אז, מודל למידת מכונה מנתח את הנתונים האלה כדי לסמן אזורים ש עלולים להכיל מוקשים. לא את המיקומים המדויקים של המוקשים.

סקר טכני (TS), המאשר וממפה אזורים מזוהמים, עדיין תלוי בצוותים עם מגלי מתכת, כלבים מאומנים ומכונות פינוי מכניות. הם נכנסים לאזור הממוקש כדי לסמן את המיקומים המדויקים של הסיכונים.

התהליך נותר ארוך, מסוכן ויקר:

• ב-2023, היו 15 נפגעים בקרב פורקי המוקשים בשלוש מדינות
• בקצב הנוכחי, פינוי כל הנפלים ייקח יותר מ-100 שנים
• עלות הסרת מוקש יחיד היא 50 עד 100 פעמים יותר מעלות הייצור שלו

מוקשים גם ממשיכים להוות איום לאזרחים – היו לפחות 5,757 נפגעים ממוקשים/נפלים ב-2023.

בפוסט הזה, אני מסביר למה פתרונות מבוססי רחפנים אינם עובדים עבור סקר טכני (השלב היקר והזמן-אוכל ברגע זה) ומשתף את מה שאני רואה כדרך הטובה ביותר לתקן את זה.

גילוי מוקשים מתחת לאדמה או צמחייה כמעט בלתי אפשרי

רחפנים עם מצלמות אופטיות או תרמיות סטנדרטיות בדרך כלל לוכדים תמונות מזווית אחת יורדת. גישה זו עובדת היטב עבור איתור אנומליות ברמת הפני השטח, אך נכשלת בגילוי מוקשים קבורים או מוסתרים. בגלל סיבה זו, רחפנים בעיקר משמשים לסקרים לא-טכניים בפינוי הומניטרי.

אחד הפתרונות החדישים – Safe Pro AI – דווח כי הם השיגו רק 5% שיעור גילוי באזורים עם עצים ושיחים.

אף על פי שזה פחות רלוונטי ל אוקראינה, שם רוב המוקשים מפוזרים על הקרקע, במקום להיות קבורים, המצב הוא שונה מאוד (למשל) עבור קמבודיה:

• 4-6 מיליון מוקשים נותרו מסכסוכים בשנות ה-70-90
• 64,000+ נפגעים מאז 1979, עם ילדים כקורבנות ראשונים

מוקשים לא-מתכתיים ומוקשים מתכתיים ישנים קשים יותר לגילוי, אפילו על פני השטח

מוקשים לא-מתכתיים מהווים חלק משמעותי מהמוקשים באזורי סכסוך נוכחיים וקודמים. הם מיועדים במכוון לעקוף גילוי על ידי מגלי מתכת קונבנציונליים.

ויזואלית, מוקשים לא-מתכתיים קשים לגילוי. הם לא מבריקים, לא בולטים בתמונות, או מופיעים היטב על מצלמות תרמיות. מגלי מתכת ומגנטומטרים הם או מחמיצים אותם או גורמים להתרעות שווא רבות.

כך, כלים לגילוי מבוססי רחפנים בדרך כלל מחמיצים לחלוטין מוקשים לא-מתכתיים.

כאשר מדובר במוקשים מתכתיים ישנים, הקורוזיה משנה את המראה וההתנהגות שלהם, כך שהם מתמזגים עם הקרקע ומגיבים באופן לא טוב לכלים לגילוי. מוקשים מעוותים עוד יותר קשים לזהות בתמונות.

ובגלל שמוקשים אלה קשים יותר לאתר, הם לוקחים הרבה יותר זמן למצוא ולהסיר, או שהם נשארים מוסתרים ומסכנים הן את פורקי המוקשים והן את האזרחים.

תלות במזג אוויר ויום

אם מדובר ברחפנים עם מצלמות RGB ורב-ספקטראליות, הם דורשים אור יום. באזורים עם עננים, אור נמוך, או צל (יערות, הריסות), איכות התמונה וזיהוי האובייקטים יורדים מדי.

גילוי תרמי, בתורו, עובד היטב בשחר או בדמדומים, כאשר הקרקע והמוקש שונים בטמפרטורה. במהלך היום, השמש מחממת הכל באופן שווה, מורידה את הניגוד.

בעוד שגשם ואדמה רטובה מטשטשים פרטים על פני השטח, משנים את צבע האדמה והטמפרטורה, ויכולים להסתיר הפרעות באדמה או אנומליות תרמיות. שלג פשוט מכסה סימנים ויזואליים ומאחד את הטמפרטורה על פני השטח, מה שהופך את המוקשים לבלתי ניתנים לגילוי.

טיסת רחפנים רק בזמנים מסוימים מאטה משמעותית אפילו את שלב ה-NTS של הפינוי, במיוחד באזורים עם מזג אוויר בלתי צפוי.

הטכנולוגיה היא יקרה מאוד

ב-7 מדינות שנפגעו, שטח הזיהום של מוקשים נגד אנשים מגיע ליותר מ-100 קילומטרים רבועים.

על פי ניסויים באוקראינה, פינוי עם הטכנולוגיה החדשה יכול לקצץ עלויות מ-3,000-5,000 דולר ל-600-800 דולר להקטאר, מה שעדיין 70,000 דולר לקילומטר רבוע. ובאזורים מסוימים, זה עלול לעלות יותר מעלות הקרקע עצמה.

הסיבה העיקרית לעלויות הגבוהות היא ההתרעות השווא שניתנות כאיומים אמיתיים. בממוצע, צוות מפנה יותר מ-50 מוקשים חשודים כדי למצוא רק מוקש אמיתי.

רוב האזורים המזוהמים ביותר נמצאים במדינות מתפתחות. הן לא יכולות להרשות לעצמן פינוי ללא מימון מארגונים בינלאומיים או ממשלות.

העלויות גם גבוהות מדי עבור עסקים להיכנס. כאשר הפינוי הופך לזול מספיק, חברות עשויות לשכור קרקע ממוקשת בתנאי שהן יפנו אותה. בתמורה, הן יקבלו שימוש ארוך-טווח תמורת מחיר סמלי וחסינות ממס.

פתרון?

עם הצוות שלי, חקרנו שיטות שאוספות יותר נתונים, יכולות לראות דרך צמחייה ואדמה, ועדיין שומרות על רזולוציה מספקת.

דוגמה לכיוון פיתוח מבטיח היא פרויקט של חוקרים באוניברסיטת אוביידו. הם בודקים מערכת רדאר סינתטי עם פתח רחב (GPR-SAR) המותקנת על רחפן.

אימות הטיסה שלהם בתרחישים ריאליסטיים הוכיח כי הטכנולוגיה פותרת את הבעיות הבאות:

1) הרדאר מצביע על מיקום המוקש עם דיוק, והותיר רק את הנטרול או ההשמדה להיעשות באופן ידני.

עם שימוש בכל המסלולים הרדאריים האפשריים (קונפיגורציה רב-סטטית מלאה), הם קיבלו תמונות ברזולוציה גבוהה, שבהן מטרות קבורות הופיעו בולטות וברורות יותר. והם הצליחו לגלות בדיוק מטרות מאתגרות כגון עצמים קטנים, לא-מתכתיים וקבורים במיעוט, כגון מוקשים נגד אנשים מפלסטיק, לוחות לחיץ עץ וצינורות PVC.

2) הפתרון יכול לעבוד יום ולילה, במזג אוויר משתנה, ואפילו עם צמחייה מתונה.

איך זה עובד:

• שולח פולסים רדאריים לתוך הקרקע.
• מגלה החזרים משינויים תת-קרקעיים (למשל, פלסטיק, מתכת, חללים).
• בונה תמונות תת-קרקעיות תלת-ממדיות עם דיוק של סנטימטרים על ידי שילוב אותות רדאר מזוגות משדר-קלוט (Tx-Rx) ועמדות טיס.

הפתרון עדיין הוא עם הגבלות, אך על בסיס רקעי, זהו כיוון המחקר והפיתוח הרלוונטי ביותר כרגע.

אחד החוזקים העיקריים של GPR הוא כמה נתונים הוא יכול לאסוף. יותר נתונים משמעות דיוק טוב יותר בשלב הזיהוי/סיווג עם אינטליגנציה מלאכותית. זה מוביל לעבודת סקר ופינוי יעילה יותר וחוסכת עלויות כוללות ב-50% או יותר.