Един червен пиксел в снега: Как AI помогна за намирането на изчезнал алпинист

Борейки се с влошаващото се време, планинските спасителни екипи в италианския регион Пиемонт се изправят пред истинска загадка. Опитният италиански алпинист и ортопед Никола Ивалдо е изчезнал. 66-годишният мъж не се е появил на работа в понеделник и е подаден сигнал за тревога, пише BBC.

Предисторията

Ивалдо е тръгнал сам в една неделя през септември 2024 г. За съжаление, не е споделил с приятели или семейството си накъде се отправя. Единствената следа за местонахождението му е автомобилът, който спасителите откриват паркиран в селото Кастело ди Понтекянале, във Валe Вараита. Оттам, предполагат спасителите, Ивалдо вероятно е поел към изкачване на един от двата най-емблематични върха в Котианските Алпи – назъбения Монвизо, висок 3841 м, или неговия съсед Визолото, с височина 3348 м. Това съответства и на последния сигнал от мобилния му телефон, локализиран приблизително в този район.

Това оставя екипите с огромна територия за претърсване – обширните скалисти стени на всеки от двата върха имат множество маршрути към върховете от различни страни. Целият район е прорязан от стотици километри пътеки", обяснява Симоне Бобио, говорител на Планинската и спелеоложка спасителна служба на Пиемонт.

В деня, в който Ивалдо изчезва, отличното време е привлякло множество хора по най-популярните маршрути. Никой обаче не съобщава да го е виждал по добре утъпканите пътеки. Това означава, че Ивалдо – добре подготвен алпинист – вероятно е поел към по-отдалечени части на планината.

Повече от 50 спасители претърсват района пеша в продължение на близо седмица, а хеликоптер извършва многократни облитания с надеждата да го забележи от въздуха. Когато в края на септември пада първият сняг, всякаква надежда да бъде открит жив угасва и операцията е прекратена.

Допълнителна помощ

През юли 2025 г. издирването на тялото на Ивалдо е подновено, след като снегът до голяма степен се е стопил от стръмните планински улеи, т.нар. кулоари.

Този път спасителната служба на Пиемонт включва и допълнителна помощ – изкуствен интелект (ИИ, AI). Използван е софтуер с ИИ, способен да анализира хиляди снимки, заснети от дронове, които могат да летят близо до скалните стени и навътре в множеството улеи по склоновете.

Само за пет часа двата дрона заснемат изображенията, които са анализирани още същия ден, за да бъдат открити места, върху които спасителите да съсредоточат усилията си. Лошите метеорологични условия обаче забавят последващите полети за по-детайлна проверка. Три дни след подновяването на операцията тялото на изчезналия лекар е открито на едно от местата, посочени от ИИ – в улей на северната стена на Монвизо, на височина около 3150 м. Тялото е извадено с хеликоптер.

Ключът беше червена каска, която софтуерът открои като обект от интерес“, казва Бобио.

Ключов момент

Макар и трагично закъсняло за Ивалдо, това полево изпитание на търсене и спасяване с помощта на AI показва колко полезна може да бъде технологията в бъдеще, когато хора изчезват. Тя не е могла да бъде използвана при първоначалното издирване, но спасителите се надяват в бъдеще да я комбинират с традиционните операции, особено когато все още има шанс издирваните да са живи.

Използването на дронове при търсенето на тялото на Ивалдо се оказва ключов елемент за откриването му. Малките им размери и маневреността им позволяват бързо покриване на трудния терен, приближаване до скалните стени и осигуряване на гледни точки, които са невъзможни за хеликоптер.

Пилотите на дроновете са посещавали района няколко пъти през зимата и пролетта, за да тренират полети в планинска среда.

Събрахме цялата налична информация за терена от предишната мисия и проучихме алпийските маршрути, които биха могли да привлекат Ивалдо“, казва Саверио Изола, пилот на дрон и ръководител на планинската спасителна станция в Торино. Това им позволява да определят приоритетни зони за търсене.

Хеликоптер оставя двама пилоти на дронове високо по склоновете, по-близо до скалните стени и кулоарите. С дроновете те покриват 183 хектара от планинския склон и заснемат над 2600 снимки с висока резолюция.

Допреди две години трябваше да анализираме тези снимки сами, една по една“, казва Изола.

Пиксел по пиксел

Но през 2023 г. италианските планински спасители започват да експериментират с няколко съществуващи ИИ програми, обучени да разпознават значими прекъсвания в цвета или текстурата на ландшафта. Така анализът на изображенията вече може да се извърши за часове.

AI преглежда снимките пиксел по пиксел, търсейки всичко, което изглежда неуместно на планинския склон. Софтуерът открива десетки потенциални аномалии в рамките на часове. След това подборът трябва да бъде стеснен с помощта на човешка експертиза.

Софтуерът може да реагира на различни неща – например парче пластмасов боклук или необичайно оцветен камък“, казва Изола. „Може дори да ‘халюцинира’. Затова трябваше допълнително да преценим, като вземем предвид маршрута, който Ивалдо, като много опитен алпинист, вероятно би избрал.“

В крайна сметка остават три възможни локации, включително една с червен обект.

На следващата сутрин, когато дроновете проверяват тези места, червеният обект на една от снимките се оказва каската на Ивалдо. Това позволява на спасителите бързо да открият тялото на изчезналия лекар, все още частично покрито със сняг и облечено в черно. Без AI да отбележи червената точка на една от снимките, той може би никога нямаше да бъде намерен.

Софтуерът успя да засече червения цвят, въпреки че каската беше в сянка, когато е направена снимката“, казва Бобио. Това не е първият случай, в който подобна AI технология се използва успешно при издирвателна операция.

През 2021 г. софтуер, разработен от компания, отделила се от Вроцлавския университет в Полша, играе ключова роля в спасяването на изчезнал 65-годишен мъж в района Бескид Ниски в югоизточната част на страната. В този случай времето е решаващо, тъй като мъжът страда от Алцхаймер и е получил инсулт ден преди да изчезне.

Софтуерът SARUAV анализира 782 въздушни изображения на района и открива изчезналия за малко повече от четири часа, предоставяйки координатите му на Планинската спасителна служба в Бещчади. Смята се, че това е първият път, в който автоматизирана система за разпознаване на хора участва пряко в спасителна операция.

Две години по-късно същият алгоритъм е използван за откриване на тялото на друг изчезнал човек в австрийската част на Алпите. Друг софтуер, който търси необичайно оцветени пиксели в природни пейзажи – разработен от Асоциацията за планинско търсене и спасяване в Лейк Дистрикт във Великобритания – е използван за откриване на тялото на изчезнал турист в Глен Етив в Шотландските планини през 2023 г.

Ограничения

Тази технология обаче все още има много ограничения при спасителни мисии. Дроновете са почти безполезни в определени терени, като гори и гъста растителност, както и при условия на лоша видимост. А съществуващият ИИ софтуер за откриване на аномалии във въздушни изображения все още се нуждае от донастройка.

Експерти от хърватската планинска служба – една от първите в ЕС, започнали да използват дронове още през 2013 г. – казват пред BBC, че подобни ИИ програми дават твърде много подвеждащи резултати в типичния хърватски планински терен. Комбинацията от растителност и сложен карстов ландшафт с разнообразни скални форми обърква алгоритмите.

Ключът е непрекъснатото обучение на системите за машинно самообучение, които стоят зад тези алгоритми, за да се подобрява точността им при различни терени и условия, казва Томаш Ниеджелски, експерт по геоинформатика във Вроцлавския университет и ръководител на екипа, разработил SARUAV.

Откриването на човешка фигура върху разнообразен терен в изображенията носи допълнителни предизвикателства, обяснява той.

Най-подходящите зони за използване на алгоритми като SARUAV са широки, открити пространства в дивата природа, където няма масово присъствие на хора и е по-малка вероятността алгоритъмът да дава фалшиви положителни резултати“, казва Ниеджелски.

Даниеле Джордан, ръководител на групата за мониторинг на георискове към Италианския изследователски институт за геохидроложка защита (IRPI), който работи с безпилотни летателни апарати в инженерната геология, също предупреждава за етичните предизвикателства при използването на алгоритми за търсене на изчезнали хора.

След като веднъж заснемеш въздушни изображения, носиш отговорност как ще ги използваш. Разпознаването на човешки фигури на снимки може да бъде правен проблем“, казва той.

Като сам планински спасител, Джордан работи съвместно с екипа по геоматика в Политехническия университет в Торино за разработването на усъвършенстван алгоритъм, който да дава по-точна информация на спасителите. Това включва по-прецизно геореферирано местоположение на всеки подозрителен знак, който ИИ открие на изображенията, което би направило проверките по-ефективни.

„Нашата идея е да разработим по-пълен софтуер, способен да анализира всички масиви от данни от издирвателните дейности и да управлява екипите на терен и дроновете в една и съща система“, казва Джордан.

Бъдещото предизвикателство ще бъде да се интегрират тези сложни анализи директно на борда на дроновете по време на полетите за търсене и спасяване.“ Това в крайна сметка може да позволи анализ на изображенията в реално време, докато издирването все още тече.

Изследователи от Университета в Глазгоу във Великобритания например наскоро представиха система за машинно обучение, която създава виртуални „агенти“, симулиращи как би се държал изгубен човек. Те използват данни, базирани на реални свидетелства за поведението на хора, които са се изгубили на открито. Целта е да се създаде карта с локации, върху които спасителите да съсредоточат усилията си. За разлика от използването на изображения от дронове, този прогностичен подход може да се прилага и в трудни терени като гори.

Изправени пред спешността да открият човек, преди да се поддаде на наранявания или на времето, и в същото време борейки се с ограничени ресурси, подобни алгоритми могат да се превърнат във важен инструмент за службите за търсене и спасяване, смятат изследователите.

В крайна сметка това може да спаси човешки животи.