Είναι ένας αγώνας ενάντια στον χρόνο όταν κάποιος πέφτει στη θάλασσα: Οι πιθανότητες να εντοπιστεί πριν πνιγεί από εξάντληση ή πεθάνει από υποθερμία μειώνονται λεπτό προς λεπτό. Οι προσπάθειες διάσωσης συχνά παρεμποδίζονται από τον χρόνο που χρειάζεται ένα πλοίο, το οποίο κινείται με πλήρη ταχύτητα, για να σταματήσει, ώστε να μπορέσει να καθελκυστεί μια σωστική λέμβος και να αρχίσει η αναζήτηση του ατόμου, το οποίο μέχρι τότε βρίσκεται ήδη μακριά από το πλοίο.
Τα δεδομένα σκιαγραφούν μια ζοφερή εικόνα: Στοιχεία, για παράδειγμα, από τη Διεθνή Ένωση Εταιρειών Κρουαζιέρας δείχνουν ότι περισσότερο από το 70 τοις εκατό των ανθρώπων που έπεσαν στη θάλασσα μεταξύ 2009 και 2019 έχασαν τη ζωή τους.
Ερευνητές στο DTU εργάζονται για να βελτιώσουν αυτές τις πιθανότητες, αναπτύσσοντας ένα πρωτότυπο πλήρως αυτοματοποιημένου drone, το οποίο μπορεί να αποστέλλεται αυτόματα από ένα κινούμενο πλοίο μόλις επιβεβαιωθεί ένα τέτοιο περιστατικό ανθρώπου στη θάλασσα.
Το drone διαθέτει τρεις τύπους καμερών, ώστε να μπορεί, για παράδειγμα, να βλέπει τη νύχτα και να εντοπίζει τη θερμότητα του σώματος, γεγονός που του επιτρέπει να αναγνωρίζει ένα άτομο μέσα στο νερό. Μόλις αναπτυχθεί πλήρως, το drone θα μεταφέρει ένα φουσκωτό σωσίβιο που εκπέμπει σήμα GPS.
«Αυτό εξυπηρετεί έναν διπλό σκοπό: Ο ένας είναι να παρατείνει τον χρόνο επιβίωσης του ατόμου μέσα στο νερό — ο άλλος είναι να καθοδηγήσει εύκολα μια σωστική λέμβο προς το σημείο όπου βρίσκεται», εξηγεί ο υποψήφιος διδάκτορας Δημοσθένης Αγγελής.
Ένα σωσίβιο μπορεί να παρατείνει τον χρόνο επιβίωσης σε νερό θερμοκρασίας 4-10°C από 30-60 λεπτά έως και τρεις ώρες, σύμφωνα με τη Life Jacket Association. Ο χρόνος επιβίωσης εξαρτάται από διάφορους παράγοντες, μεταξύ των οποίων η κατάσταση της θάλασσας και η κολυμβητική ικανότητα του ατόμου.
«Η μεθοδολογία μας ενσωματώνει διαφορετικές μεθόδους αναζήτησης και δεδομένα του πλοίου σε πραγματικό χρόνο που σχετίζονται με τον άνεμο και τα ρεύματα, ώστε να προβλέπει με ακρίβεια τη θέση ενός ατόμου».
Το σύστημα αναπτύσσεται από τον Έλληνα διδακτορικό ερευνητή στο Τεχνικό Πανεπιστήμιο της Δανίας, Δημοσθένη Αγγελή, και παρουσιάστηκε ως μια λύση για ένα από τα πιο δύσκολα σενάρια στη ναυσιπλοΐα: τον άνθρωπο στη θάλασσα. Όταν κάποιος πέσει από πλοίο, το σκάφος πρέπει να μειώσει ταχύτητα, να σταματήσει, να οργανώσει την επιχείρηση και να ρίξει σωστική λέμβο, ενώ στο μεταξύ ο άνθρωπος μπορεί να έχει παρασυρθεί από το αρχικό σημείο.
Το νεοαναπτυγμένο drone χρησιμοποιεί τρεις διαφορετικούς τύπους καμερών και ειδικά ανεπτυγμένους αλγορίθμους για τον εντοπισμό ανθρώπων που έχουν πέσει στη θάλασσα. Μπορεί να ερευνήσει μια περιοχή έως και ενός τετραγωνικού χιλιομέτρου, ανάλογα με τις καιρικές συνθήκες και το βάρος του φορτίου.
Οι αλγόριθμοι δείχνουν τον δρόμο
Οι παραδοσιακές επιχειρήσεις διάσωσης βασίζονται σε ένα σύστημα κατά το οποίο η σωστική λέμβος ερευνά το νερό ακολουθώντας τριγωνικά μοτίβα κατά μήκος της πιθανότερης διαδρομής προς την οποία θα μπορούσε να έχει παρασυρθεί το άτομο. Ωστόσο, το χαμηλό οπτικό πεδίο της λέμβου μπορεί να δυσκολεύει τον εντοπισμό ενός ατόμου σε μεγάλη απόσταση.
Η εργασία του Δημοσθένη Αγγελή στο έργο περιλάμβανε την κατασκευή ενός drone από το μηδέν και την ανάπτυξη αλγορίθμων που επιτρέπουν στο drone να απογειώνεται γρήγορα και να επιλέγει αυτόνομα την καλύτερη διαδρομή για να ερευνήσει την πιθανή τοποθεσία προς την οποία μπορεί να έχει παρασυρθεί ένα άτομο.
Το drone συνδυάζει μια σειρά από υπολογιστικές μεθόδους αναζήτησης που έχουν αναπτυχθεί για τον προσδιορισμό πιθανών τροχιών. Οι μέθοδοι αυτές λαμβάνουν υπόψη τις αβεβαιότητες του θαλάσσιου περιβάλλοντος και συνυπολογίζουν τον χρόνο που έχει περάσει από τη στιγμή που έπεσε το άτομο.
«Η μεθοδολογία μας ενσωματώνει διαφορετικές μεθόδους αναζήτησης και δεδομένα του πλοίου σε πραγματικό χρόνο που σχετίζονται με τον άνεμο και τα ρεύματα, ώστε να προβλέπει με ακρίβεια τη θέση ενός ατόμου, διασφαλίζοντας παράλληλα ότι το drone δεν σπαταλά χρόνο ερευνώντας την ίδια περιοχή δύο φορές», εξηγεί ο Δημοσθένης Αγγελής.
Το αποτέλεσμα είναι ένας νέος εκτιμητής θέσης με πολύ αυξημένο ποσοστό επιτυχίας.
Η επίτευξη της προσγείωσης
Η ταχύτητα του drone και το υψηλό σημείο παρατήρησής του, σε συνδυασμό με την έξυπνη μέθοδο αναζήτησης, συμβάλλουν στην αύξηση των πιθανοτήτων εντοπισμού ανθρώπων σε σύγκριση με τις συμβατικές επιχειρήσεις διάσωσης. Τα αποτελέσματα των δοκιμών μέχρι στιγμής δείχνουν ότι το drone θα μπορούσε να εντοπίσει περισσότερο από το 80 τοις εκατό των ανθρώπων που βρίσκονται σε κίνδυνο.
Ο Δημοσθένης Αγγελής και οι συνάδελφοί του εργάζονται πρόσφατα πάνω σε νέους τρόπους ώστε το drone να προσγειώνεται γρήγορα και αυτόνομα κατά την επιστροφή του. Παραδοσιακά, για να προσγειωθούν σε ένα κινούμενο αντικείμενο, όπως ένα πλοίο που ταλαντεύεται, τα drones πρέπει πρώτα να προβλέψουν πώς θα γείρει η περιοχή
προσγείωσης, ώστε να υπολογίσουν μια ασφαλή προσγείωση. Αυτό συνεπάγεται πολλή βαθμονόμηση ενώ αιωρούνται στον αέρα, γεγονός που καταναλώνει πολύτιμο χρόνο που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για αναζήτηση.
Αναφέρει ότι οι εργασίες για ένα μοντέλο που επιτρέπει στο drone να προσγειώνεται αποκλειστικά με βάση όσα βλέπουν οι κάμερες σε πραγματικό χρόνο βρίσκονται σε πολύ προχωρημένο στάδιο:
«Το να χρειάζεται να περιμένει έως και πέντε λεπτά για να προσγειωθεί επιβαρύνει σημαντικά τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας. Με τη νέα μέθοδο που αναπτύσσουμε, η προσγείωση διαρκεί περίπου τρία δευτερόλεπτα.»
Ο δρόμος μπροστά
Το drone έχει δοκιμαστεί τόσο στην ξηρά όσο και πάνω από το Kattegat, όπου αναζήτησε μια ανθρωπόμορφη κούκλα που φορούσε θερμαινόμενο γιλέκο. Οι δοκιμές συνεχίζονται και τα αποτελέσματά τους χρησιμοποιούνται για τη λεπτομερή ρύθμιση του εξοπλισμού, καθώς και για την επαλήθευση της ακρίβειας αναζήτησής του.
Το ιδανικό σενάριο για τον Δημοσθένη Αγγελή είναι, με τεκμηριωμένα αποτελέσματα που θα επιβεβαιώνουν την ικανότητά του να εντοπίζει έναν άνθρωπο στη θάλασσα, κάθε πλοίο που μεταφέρει ανθρώπους να εγκαταστήσει ένα drone διάσωσης για πρόσθετη ασφάλεια.
Ωστόσο, γνωρίζει ότι η εισαγωγή νέων προϊόντων στον αυστηρά ρυθμιζόμενο ναυτιλιακό τομέα απαιτεί πολλή δουλειά και εκτεταμένες δοκιμές. Στο μεταξύ, θεωρεί ότι τα drones θα μπορούσαν να υιοθετηθούν από την ακτοφυλακή, ώστε να μεταφέρουν γρήγορα σωσίβια σε ανθρώπους που βρίσκονται σε κίνδυνο.
«Εάν μπορούμε να φτάσουμε σε ένα άτομο μέσα σε λίγα λεπτά αντί για δεκάδες λεπτά, αλλάζουμε θεμελιωδώς τις πιθανότητες επιβίωσής του», λέει ο Δημοσθένης Αγγελής.
Στοιχεία σχετικά με το drone
- Η τρέχουσα έκδοση ζυγίζει 24,8 κιλά και έχει διάμετρο 2,4 μέτρα.
- Μεταφέρει τρεις τύπους καμερών: RGB, υπέρυθρη και θερμική.
- Μπορεί να μεταφέρει επιπλέον φορτίο 20 κιλών.
- Έχει χρόνο πτήσης 30 λεπτών.
- Μπορεί να ερευνήσει μια περιοχή έως και ενός τετραγωνικού χιλιομέτρου, ανάλογα με τις καιρικές συνθήκες πτήσης και το βάρος του φορτίου.
- Το διδακτορικό έργο αποτελεί μέρος του έργου OSAR, το οποίο διευθύνεται από τον αναπληρωτή καθηγητή Ευάγγελο Μπούκα και χρηματοδοτείται από το Orient’s Fund και το Danish Maritime Fund.
