这款自制的人工智能无人机软件在搜救队伍无法找到人员时能够发现人们。

2024-10-07 09:00:00 英文原文

作者:Condé Nast

当查理·凯利第一次发消息说他那天晚上不能回家了,他的伴侣并不高兴。那是2023年9月6日,星期三,这位56岁的热衷于徒步登山的人在妻子Emer Kennedy上班前离开了他们位于斯特灵市附近特利库尔里的共享住所。他的计划是去攀登克瑞斯山,这座海拔1100米的山峰俯瞰着格伦埃蒂谷,这个遥远的高地山谷因詹姆斯·邦德电影而闻名。天降危机

天气对于这个季节来说异常温暖,凯利甚至认为自己可能有时间去“攀登”另一座穆诺峰(苏格兰海拔超过3000英尺的山峰)。在他为苏格兰监狱服务担任刑事心理学家的工作之余,他一直在稳步地征服这些高峰。“他有一本书用来记录这些山峰,”肯尼迪回忆道。“但我们两周半后就要去度假了,所以这将是他在冬季来临前攀登的最后一座穆诺峰。”

徒步旅行并不是肯尼迪特别热衷的事情。四年前半他们第一次见面时,因为共同喜爱凯尔特人足球俱乐部以及他们“极其古怪”的幽默感而结缘。她被凯利的智慧所吸引——他对足球、罗伯特·布鲁斯和《神秘博士》的百科全书式的知识。他说她喜欢他那些“糟糕的笑话”这一点是他很欣赏的。但她也鼓励他在他们不共享的兴趣上追求,这一点他也非常感激。“在他去世前一晚对我说的最后一句话之一是‘你让我做我自己’。”她说。

所以当凯利告诉她,他无法在天黑前下山时,肯尼迪很担心,但她相信他知道他在做什么。“查理是一个非常有资源的人,”她说,“工作中,他是一个受过训练的谈判专家,在处理人质或屋顶事件时很有经验。他通常不会冒险。”凯利向她保证不需要寻求帮助。他已经多带了食物,有足够的水和保暖衣物。他会等到天亮再走下去。

在工作的星期四,肯尼迪每次休息时都会查看手机。凯利在黎明前就已经签到,并且每当他有信号的时候就会发送一些愉快的信息。大约晚上8点,太阳开始落山的时候,他写道他的电池电量正在耗尽,但让她不用担心:他可以看到格伦科滑雪中心的灯光,那里是他停车的地方。他说还有足够的日光可以到达那里。“这将需要我大约半小时的时间。”这是他们活着时最后一次听到查理·凯利的消息。

在凯利失踪后的几天里,格伦科山地救援队启动了他们后来描述为“赫拉克勒斯式”的搜寻行动,使用嗅探犬、全地形摩托车、多架直升机以及配备红外线和常规摄像设备的无人机。搜救工作包括来自海岸警卫队、苏格兰警察局和英国皇家空军的专业人员,还有来自10支不同山地救援队的大约几十名训练有素的志愿者。有时,一次行动中就有多达50人在山上搜寻。9月9日星期六,他们找到了他的背包。但在那之后,再也没有发现其他线索。

突破的到来是在六周之后。来自英格兰北部湖区的MR团队成员丹·罗奇和大卫·宾克斯一直在网上关注正在进行的搜索新闻。在业余时间,他们开发了一种新的驾驶和图像分析软件,旨在帮助无人机更有效地找到失踪人员。经过两年的工作,包括宾克斯所说的“一些可怕的数学”,他们认为自己有了一个可以工作的原型。

“我听说这项搜索正在进行,”宾克斯说,“我一直认为这里会是测试系统的不错地点。然后在我从假期回家的路上,丹给我打了电话,他也有同样的想法。”这对夫妇联系了 Glenoe MR 并询问他们是否可以提供帮助。“我想他们并不认为这件事会有任何结果,”宾克斯说。但到那时,他们已经试过了所有其他的工具。“所以他们同意让我们尝试一下。”

10月24日,Binks、Roach以及Roach的一位朋友和MR团队成员Dan Parsons(他曾参与早期测试)前往Glencoe。他们与当地的MR团队会合,启动了两架无人机,并在第一个小时内发现了Charlie Kelly的尸体。

山地救援志愿者经常被召唤去寻找失踪的徒步者,无人机已成为搜救计划中不可或缺的一部分。

摄影:Tom McNally

山地救援在英国常常被称为国家的第四种紧急服务。但与警察、消防队或救护车服务不同,它完全由志愿者组成。该国的山区由来自各行各业的当地居民组成的多个团队覆盖,每个团队作为独立注册的慈善机构运作,负责自己的筹款、培训和设备。

这种去中心化的结构据Mike Park所说有其优势,他是通过选举产生的英格兰及威尔士MRS(Mountain Rescue Service)联合会的首席执行官,该组织帮助改善团队之间的合作。“但消极的一面是,它可能会带来很多个人主义、‘我们最了解’这类态度。”他说。Park曾是湖区Cockermouth MRS小队的领导人——Roach和Parsons所在的队伍,并且他自己作为志愿者服务了将近42年。他解释说,MRS成员(其中大部分为男性)有时会过于部落化地看待自己的专业领域,新想法传播的速度比他希望的要慢。“有一种老文化认为,你必须做到20年后才能被倾听。”他说。

当消费者相机无人机在2010年代初期首次广泛可用时,它们在搜索和救援情况下的实用性似乎是显而易见的。它们可以让团队以远低于直升机的成本覆盖广阔的区域。但是Roach这位早期爱好者,在使用无人机进行摄影工作后,并没有被说服。作为一名热衷于攀岩的人,他留着长长的卷发和一副佩德罗·帕斯卡尔的小胡子十年前,他加入了Cockermouth MR,并且在他34岁的时候仍然是团队中较为年轻的成员。“大家一开始都觉得‘这太棒了,因为我能看到东西。’但后来他们意识到你必须非常接近你想看到的事物,并且你需要在一个很小的控制器上观察它。”

如果你要在一大捆干草里找一根针,从空中俯瞰这捆干草并不一定能帮上忙。相反,Roach认为他们应该利用无人机飞行预编程路线的能力,并尽可能地自动化搜索过程。然而,在MR的老一辈人中,他面临着一场艰难的战斗来让自己的想法被听到。“我记得在利兹大学的一次MR会议上,Dan带着他的长发和滑板出现了,”Mike Park说,“有人问他是否走错了地方——他们以为他是一个提前一周回来的学生。”

由于人们不愿倾听,Roach 在朋友兼志愿者 Dan Parsons 的帮助下继续前行。除了年龄相近外,33 岁的 Parsons 还有林业背景,并且之前使用过无人机进行测绘工作。他们两人开始测试现成的飞行和摄影软件。此外,他们还发现了一个能够识别特定颜色像素(如徒步者夹克上的红色)的程序。“最终我们有了一个技术含量极高但又很粗糙的系统,”Roach 回忆道,“它确实能用,但并不美观。你得使用三个不同的软件才能进行搜索。”直到 Roach 遇到 David Binks 才真正让这个想法开始成形,Binks 是一名退休的软件开发人员,在 Duddon & Furness MR 志愿服务(该组织负责约克emouth 南部 30 英里范围内的区域)。Roach 在湖区飞行员会议上谈论了他试图将无人机搜索自动化的尝试,并记得 Binks 会后找他谈话。“他说:‘我没有这样想过。我们聊聊吧。’”

他们是一对不寻常的组合。Roach,被称为“创意人”,充满了一种像小虎队一样的热情,而Binks则是一个更为低调的存在,拥有工程师般的分析头脑。57岁的Binks比Roach大二十多岁,但至关重要的是,他不仅有编写软件的经验,而且编写的软件已被MR广泛采用。从2007年开始,他就创建了一个名为MR Maps的程序,该程序允许团队几乎实时地追踪其成员的位置,基于他们无线电设备定期发送的信息。在GPS功能手机或手持设备尚未成为标配的时代,这个程序起到了革命性的作用。经过2021年末和2022年初的一系列初步会议后,Binks决定将Roach的想法作为MR Maps的一个附加组件来构建。

得益于新的图像分析软件,人类现在可以更轻松地在密集的植被和岩石地形中被定位。

摄影:Tom McNally

“凭借我之前在模拟软件方面的工作背景,这些软件主要用于海上石油平台和风力发电场,我知道数学模型会如何运作,”宾克斯说。“所以我知道这是有可能实现的。但我也有很多个夜晚,在不知不觉中从早上9点工作到凌晨3点,整天都在忙碌。”也许暴露出它家庭作坊式的起源以及它是用C++语言编写这一事实,最终产生的软件具有罗奇描述的“Windows 95风格”的界面。但是,这种基本的用户界面掩盖了其令人印象深刻的复杂程度。

他们面临的最大挑战,Binks解释说,是三个方面的。 “第一部分是以最有效的方式操控无人机拍摄地面。”相机必须朝下直指地面,并且每一英寸的地面都必须出现在多个画面中,以确保不会因为墙壁或岩石的角度而使物体被遮挡。“我们有55%的重叠率,所以一个物体平均应该出现在九个框架内。”Binks说。预先编程的飞行路线会自动绘制,在飞行员选择的高度上进行,使用2米乘2米的网格。激光雷达支撑英国地形测量局(OS)地图轮廓的数据,这些是英国政府的官方地图(OS免费提供给MR)。该软件还告诉飞行员站在哪里可以避免在无人机飞行时失去视线——这是英国法律的要求。

“软件的第二个方面是计算图像上任何特定像素的网格参考,”Binks解释说,“你可以使用旋转矢量来完成这一工作,找出它们与地面相交的位置。”Binks表示,第三点“实际上是分析这些图片,以确定哪些内容是有意义的。”

Roach和Parsons的“临时凑合”的现成版本涉及输入你想要搜索的具体颜色,但Binks关键性地意识到将这一过程反过来会更简单。“所以我让它计算任何特定颜色的像素数量,然后突出显示不寻常的颜色集群。”Binks解释说,在草地背景下,徒步者的夹克上的红色仍然会很显眼,“但如果图片全是岩石,则绿色会成为更不寻常的颜色。”

该系统设计为完全离线运行,可以在偏远地区使用。这意味着每次飞行后需要从无人机下载图像,但分析可以在现场进行,在无人机继续前往下一个搜索区域时,将异常颜色的像素群标记出来供人工审查。“有很多假阳性情况,但人类很快就能处理完它们,”宾克斯说。“通常是一些有趣颜色的地衣、岩石或羊,”罗奇说。“但也时不时地会是人。”

操作员可以绘制无人机重点巡查的区域,并且可以创建自动化飞行路径进行搜索。

照片:汤姆·麦纳利

乱石丛生的野外格伦科滑雪中心后面的腹地为MR Maps的新功能提供了一个近乎完美的试验场。从缆车顶端到蜿蜒通向格伦埃蒂尽头的单行路之间,除了岩石、灰褐色的草甸和偶尔出现的鹿之外,几乎没有什么其他东西。“这里的地形相当复杂,”格伦科MR副队长之一的布赖恩·布拉思特解释道,他的口音和低调的态度暴露了他来自津巴布韦的背景。“这里有很多岩堆,很多沟壑系统,你甚至可以在距离别人五到十米的地方行走而看不见对方。”

随着搜索进入第二周的尾声,找到凯莉活着的机会越来越渺茫,搜救力度也不可避免地减弱了。“遗憾的是,人们有自己的生活要过,”布雷思说。“但在我们的辖区,我们不会轻易放弃。我们在每一个空闲的日子里都出去搜寻。在这六周里,总有人在外面——人们下午下班后去探索那些还没被搜索过的区域。搜救工作从未真正停止。”

当宾克斯、罗奇和帕森斯到达时,他们已经接受了充分的简报。“如果没有格伦科所做的工作,我们不可能做到我们现在做的事情,”宾克斯说。两个丹操作一架无人机,而宾克斯则负责另一架,他们将最具有前景的搜索区域分给了自己,并从不同的起点出发开始行动。尽管他们在软件上投入了大量的精力,但他们还是感到非常紧张。“我们在田地里找到了我们的外套并进行了模拟,”帕森斯回忆说,“但我们从未找到过我们事先不知道位置的东西。”

大卫开始飞行他的第一个搜索区域,“Area A”。但大约在飞行10分钟后,无人机开始从视线中消失。他感到很烦躁,因为它已经出问题了,于是召回了它,并在心里记下要调整软件。“我想好吧,那我现在就做Area B。但是在它进行那个任务的时候,我会检查一下我从Area A得到的东西。”他开始翻看被标记的照片,突然间,那里就有了。“两张照片中有凯利先生”,宾克斯回忆说,“我当时震惊了。”

丹·帕森斯、戴维·宾克斯和丹·罗奇,MR Maps赋能的无人机的创造者。

摄影:Tom McNally

当格伦科的救援队伍到达现场时,他们发现凯利从几米高的地方坠落,头部和胸部受到致命伤。据布雷思沃斯的说法,无法确切知道他是什么时候死亡的。但在9月7日晚上,山谷更上方的地方有联合收割机在工作。由于凯利最后的信息,宾克斯说,我们猜测他可能径直朝那些灯光走去,以为那是滑雪中心,结果就在途中坠落了。但这一点我们永远也不会知道了。

很明显,凯利所在的位置与他以为的地点相差甚远。尽管如此,最终发现他的区域已经被彻底搜查过。然而,凯利掉进了一个沟壑中,这阻挡了地面救援人员的视线。而他衣服的颜色较为暗淡,在空中几乎看不见。“他穿着浅棕色的上衣和深蓝色的裤子,”宾克斯解释道,“用肉眼来看,这样的装扮很难被发现。但是计算机视觉则完全不同,它与周围环境形成了鲜明对比,因此显得格外突出。”

布雷思韦特本人就是那些徒步搜索该区域的志愿者之一。“我们大概就在距离他二十到三十米的地方走了过去,”他说。然而他们什么也没看到。

即使对于经验丰富的徒步者来说,户外也可能是一个危险的地方。

照片:Tom McNally

寻找Charlie凯利在他们最初搜索的区域中涉及到了不少运气,这也展示了MR Maps的强大潜力。在这几个月中的多次其他搜索中,该软件主要通过帮助排除感兴趣的区域证明了其有用性。“丹喜欢夸耀我们的命中率为100%。”帕森斯说,“虽然我们只找到了一个人,但我们从未飞越有人的区域而没有找到他们。”

到目前为止,该软件主要在湖区使用。但在迈克·帕克的鼓励下,罗奇、帕森斯和宾克斯也一直在协助全国各地请求帮助的其他团队。当著名的英国电视医生迈克尔·莫斯利在希腊的西米岛上失踪时,朴甚至与希腊同行讨论了三人组飞往那里提供帮助的事宜。“实际上,这个地方对于该系统来说看起来是完美的地形,因为它有很多岩石,并且可以看到所有的岩石,”宾克斯说。最终,在他们部署之前莫尔斯利就被找到了,但很容易看出他们的软件如何能减少像莫尔斯利家人那样的痛苦等待——以及减轻地面人员的负担。

在英国,MR 正面临越来越大的压力。“多年的叫车次数一直在增加,”伞体组织 MR 英格兰及威尔士的运营总监伊恩·邦廷说,“但我们最近看到了一个巨大的飞跃,自从……新冠病毒肺炎(疫情)他说,当团队运动被禁止时,远足和其他户外活动变得非常流行,而由于外国旅行受到限制,国家公园的游客数量激增。“在此基础上,社交媒体也随之兴起,”邦廷说,这有助于宣传特定地点。

科克茅斯、丹·罗奇和帕森斯团队在湖区,去年接到的求救电话创下了纪录。在北威尔士,负责覆盖该地区最高峰耶威德法的兰贝里斯山地救援队公开警告称,由于2023年处理了超过300起事件(而2008年仅为100起),其团队成员面临“耗尽”的风险。作为峰区爱德尔山地救援队30年的志愿者,邦廷表示这种负担是相当大的。“我的队伍中有人独自应对过上百次的事故。”他说,“加上培训、装备检查等各项事务,我去年一个人就投入了600小时。”

“归根结底,人们是志愿者,”邦廷承认,“成为志愿者的美好之处在于你可以拒绝。但是关于志愿服务的另一点是,通常那些做志愿者的人倾向于……”不要说“不。”在这种背景下,任何有助于减少搜索时间的工具都是MR工具箱中受欢迎的补充,他说。宾克斯和罗奇的程序在大多数情况下并不一定需要,因为在这些情况下人们的位置是已知的。但其潜在作用在于可以大幅削减耗费资源的“正式搜寻”(据英国与爱尔兰海上救援组织提供的数据显示,“正式搜寻”占年度出动次数的10%到15%)所花费的时间,这非常巨大。

全球市场研究公司Lucintel的数据显示,全球搜救无人机市场的价值约为40亿美元。但尽管他们的产品在世界各地山区有无数可能的应用,Binks和Roach对将其商业化毫无兴趣。在英国,Binks一直为所有参与搜救的人免费提供MR Maps,这包括警察部门,几个警力机构已经开始尝试使用该无人机附加设备。“它将用于搜索工作,所以对此我感到很满意,”Binks说。

“我从来没有真正有兴趣将其商业化,”他说。相反,他的动机很简单。“我只是相当喜欢解决问题的过程。”最后,他指出,唯一的实际开发成本就是他们三个人的时间——罗奇、帕森斯和他自己愿意无偿贡献出来帮助需要的人。

戴维·宾克斯的MR Maps软件最初允许救援团队成员追踪他们无线电发出的“信号”。

摄影:Tom McNally

当两名穿制服的警察在2023年晚秋敲响了Emer Kennedy的家门,他们只是说:“你知道我们为什么在这里。”她回忆道。她一直抱着侥幸的心理希望结果会有所不同。但她说,在六周之后,“我最大的担忧是他们在冬天来临之前能找到他吗?”而且如果找不到,他们还会找到他吗?

人们从四面八方赶来参加查理·凯利的葬礼。来自全国各地的专业同行和来自世界各地的大学朋友都出席了。当他的棺材被抬出来时,The Pogues乐队在现场演奏,还为慈善机构进行了募捐——所得款项将捐赠给格伦科MR团队。

“尽管他们是自愿参与的,但他们都是非常专业的。”肯尼迪说。“如果没有那个山地救援队开发出这款软件并且愿意在那里进行测试……”她没有把话说完。最后她说:“我只是很高兴我们有了一个结局。这意味着他的孩子们可以继续他们的生活。而且你知道,我们可以向他告别——他的朋友和家人也能向他告别。”

本文刊载于2024年11月/12月期 журнал 的翻译似乎不完整或者有误,根据提供的英文文本,正确的中文翻译应为: 本文刊载于2024年11月/12月期刊中。 WIRED英国杂志。

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摘要

当查理·凯利第一次发消息说他那天晚上不会回家时,他的伴侣并不高兴。大约在晚上8点,太阳开始落山的时候,他写道电池电量快耗尽了,但她不必担心:他已经看到了格伦科滑雪中心的灯光,那里是他停车的地方。来自英格兰北部湖区的两名MR团队成员丹·罗奇和大卫·宾克斯一直在网上关注正在进行的搜救新闻。“我记得在利兹大学的一次MR会议上,丹长发披肩、滑板在手地出现了,”迈克·帕克说,“有人问他是否走错了地方——他们以为他是一名提前一周回来的学生。”但是,在这样做的同时,我会检查我从区域A得到的东西。”他开始浏览标记的照片,突然间,它就在那里了。