Запасная пара глаз для пожарных-спасателей

Жарко. Невыносимо жарко. Кромешная тьма. Густой дым, казалось бы, вот-вот попадет в герметичную маску. Разумеется, это только так кажется, тем не менее, из-за дыма видимость практически на нуле.

«Что бы я сделал, окажись в подобном пекле мои собственные дети? Или, не дай бог, если бы это из-за меня нам не удалось бы их оттуда вытащить?»

Нет. Сейчас не время на подобные мысли. Соберись. Представь, что ты на тренировке. Дверь, взгляд влево, на потолок, вправо, чисто; шаг левой. Дверь, взгляд влево, на потолок, вправо, чисто, шаг правой. Пожарный продолжает поиск в полыхающем здании, зная, что в его распоряжении всего несколько минут, а может, даже секунд, чтобы найти пострадавших.

Пожарный-спасатель Гёнсон Хан из пожарной части Тондучхона (Dongducheon) однажды оказался в подобной ситуации: жертву трагедии удалось найти только после того, как пожар был потушен. Задавшись целью придумать более эффективный способ ориентироваться в горящем здании, Хан в мае 2016 года решил принять участие в конкурсе инновационных идей Samsung Tomorrow Solutions.

Пожарный-спасатель демонстрирует работу системы IGNIS в смоделированном пожаре.

Очевидное противоречие

Предполагается, что огонь должен давать свет, а не отнимать его. Возможно, это противоречие кто-то нашел бы забавным, если бы не пугающие, трагические последствия пожаров. Из множества трудностей, с которыми приходится иметь дело пожарным, пожалуй, наибольшую опасность представляет то, что из-за отключений света и густого дыма,  спасателям сложно ориентироваться в горящем здании. Отсутствие обзора не только мешает им перемещаться по задымленным помещениям, но и затрудняет поиск жертв и не дает своевременно обнаружить очаги возгорания.

Решение… и одновременно проблема

Одно из возможных решений заключается в том, чтобы оснастить пожарных тепловизионными приборами наблюдения, тепловизорами (thermal observation devices, TOD). Встроенные в эти устройства тепловизионные камеры «подсвечивают» источники тепла. Например, подобное оборудование позволяет обнаружить уцелевших или увидеть источники возгорания на общем фоне. Вы спросите, в чем же заключается проблема? Дело в том, что эти устройства довольно сложны в использовании, тяжелые и дорогие.

Приведенное инфракрасное изображение, полученное в рамках первого полевого испытания, аналогично тому, что увидят пожарные при работе с системой IGNIS.

Традиционные тепловизоры, применяемые в пожаротушении, скорее были предназначены для командной работы, и не являлись персональными устройствами, которыми мог бы пользоваться каждый член команды. При этом в пожарном расчете существовала специальная должность – оператора тепловизионного оборудования. Ему приходилось перемещаться по полыхающему зданию, брать на себя роль глаз для всей команды. Все это значительно ограничивало эффективность подобного оборудования.

Более того, традиционные тепловизоры весили около двух килограмм – согласитесь, немалая добавка к тем 20-40 килограммам оборудования, которое приходится носить на себе пожарным. А ведь здесь, как и при любой другой физически тяжелой активности, на счету каждый грамм, и снижение дополнительного веса позволяет повысить эффективность работы.

Поскольку каждое такое устройство стоит около 20 миллионов корейских вон (около 19 тысяч долларов), многие пожарные части с их ограниченным бюджетом просто не в состоянии приобрести подобное оборудование. В распоряжении обычной пожарной части в Корее может быть одно-два таких устройства, или ни одного.

Так или иначе, это были громоздкие, неудобные и дорогие камеры, которые мало отличались от тех, что используются в научных учреждениях.

В поисках решения завтрашнего дня

Конкурс Samsung Tomorrow Solutions, в котором принял участие Хан, представляет собой социальную инициативу, с помощью которой корпорация Samsung Electronics ищет новые идеи для социальных инноваций, выделяет на них средства и участвует в их разработке. Идея создания специализированного тепловизора, который помогал бы спасать людей пожарным, каждый день рискующим своими жизнями, была встречена с большим энтузиазмом.

IGNIS, прибор тепловизионного наблюдения, специально разработанный для нужд пожаротушения

Этот проект, получивший название IGNIS, дважды номинировался и получал главные призы на конкурсе Samsung Tomorrow Solutions: в 2016 году это был IDEA Grand Prize за идею, благодаря которому проект получил дополнительные средства для дальнейшей работы, и IMPACT Grand Prize в 2017 году, в результате которого команде удалось повысить финансирование, а также заручиться поддержкой инженеров Samsung Electronics, которые помогли воплотить в жизнь эту идею. В 2017 году в лаборатории C-Lab  была выделена специальная команда из пяти человек, которая содействовала разработкам в рамках проекта IGNIS.

Разработка, прототипирование, тестирование…

С самого начала перед участниками проекта была поставлена четкая задача: нужно было получить компактное, простое в использовании и недорогое оптическое устройство, способное работать при экстремальных условиях. Требования в случае IGNIS настолько сильно отличались от того, что можно было получить в традиционных тепловизорах, что идея внесения постепенных улучшений просто не имела никакого смысла. И команда решила начать работу с чистого листа.

В рамках проекта было создано три прототипа, проведено три полевых испытания, проводились многочисленные опросы: участники проекта IGNIS активно обсуждали свои идеи с действующими пожарными, опросив 104 спасателей, чей совокупный опыт работы насчитывает примерно 800 лет.

Команда разработчиков IGNIS тесно сотрудничала с местными пожарными, чтобы лучше понять их требования к тепловизионным системам.

Во-первых, по рекомендации опрошенных пожарных, функциональность устройства была сокращена: все свелось к практической возможности просматривать участок в режиме реального времени. Никакой записи, дополнительных углов просмотра, высокого разрешения, чтобы не слишком нагружать вычислительный блок; никаких сменных батарей. Подобные изменения позволили команде создать устройства намного дешевле традиционных тепловизионных приборов, которыми пожарные пользовались до того.

Отказ от необязательных функций также помог упростить пользовательский интерфейс и свести его всего к двум кнопкам, вместо изначального множества клавиш.

Модуль ARTIK 710 (слева) и комплект разработчика (источник: https://www.artik.io/media/)

Во-вторых, стремясь снизить размеры и вес прибора, разработчики IGNIS взяли за основу схемы платформу ARTIK 710 – современный модуль, готовый для работы в IoT окружениях, который сочетает в едином устройстве базовые вычислительные возможности, память и сетевые функции. Опираясь на богатый опыт работы и используя свои наработки в области создания передовых мобильных устройств, отказавшись от ненужных компонентов, команда инженеров сумела значительно сократить размеры и вес устройства – до 350 грамм.

Наконец, корпус устройства также претерпел изменения, что позволило освободить руки пожарного. Ведь если спасателям придется держать тепловизор в руках, это фактически ограничит их возможности и снизит эффективность работы бригады – руки нужны, чтобы убирать то, что мешает им на пути, разматывать пожарные рукава, выносить пострадавших.

Перепробовав многочисленные эскизы, модели и прототипы, команда IGNIS остановилась на компактном корпусе-ракушке, своими размерами напоминающем ручной топорик из каменного века. Кроме того, на тепловизоре IGNIS предусмотрено крепление, позволяющее установить устройство на маску, на плечо или прикрепить его туда, где будет удобнее пожарному.

Действующие пожарные постоянно делились своим мнением и давали рекомендации в ходе разработки тепловизоров IGNIS.

Так, всего через 20 месяцев после появления первоначальной идеи было создано компактное, удобное, простое в использовании, легко устанавливаемое и жаропрочное устройство, которое было на 70% легче традиционных тепловизоров.

В ноябре в рамках проекта была выпущена первая тысяча устройств, которые были отданы в пожарные части, поступили в распоряжение спасателей и были переданы в национальные центры противодействия терроризму по всей Корее.

Двадцать месяцев работы над IGNIS: от идеи до готового продукта

Май 2016   – подана заявка на участие в конкурсе Tomorrow Solution (представлена идея)

Сентябрь 2016 – создан первый прототип

Октябрь 2016 – первое полевое испытание

Ноябрь 2016 – получение первого приза в конкурсе Tomorrow Solution – IDEA Grand Prize

Май 2017 – подана заявка на участие в конкурсе Tomorrow Solution (представлен результат)

Июнь 2017 – создание второго прототипа

Июнь 2017 – второе полевое испытание

Сентябрь 2017 – создание финального продукта

Октябрь 2017 – проведение финальных испытаний

Октябрь 2017 – демонстрация на выставке A+A (Дюссельдорф, Германия)

Ноябрь 2017 – получение первого приза Tomorrow Solution – IMPACT Grand Prize

Ноябрь 2017 – запуск в производство (1000 экземпляров)

Ноябрь 2017 – передача устройств в пожарные части по всей Корее

Отзывы реальных пользователей

Тысяча выпущенных тепловизоров IGNIS вот уже на протяжении полугода эксплуатируются пожарными-спасателями, и Хан даже запустил специальный онлайн-форум, на котором пользователи делятся своими впечатлениями от устройства. Ниже мы приводим слова реальных пожарных, которые уже успели проверить работу устройства на практике:

Солчан Джонг, пожарная часть Тондучхона: В феврале у нас был вызов, звонивший сообщал о дыме, однако сразу установить источник возгорания в этом многоквартирном здании нам не удалось. С помощью IGNIS мы смогли найти закрытую комнату, которая была на 4ºC теплее, чем другие помещения. Оказалось, это была попытка самоубийства – человек собирался надышаться угарным газом, поджегши уголь. Так, благодаря новому тепловизору, нам удалось спасти еще одну жизнь.

Анонимный пользователь, пожарная часть Тэгу: Мы тушили пожар в мотеле. Коридоры в здании напоминали лабиринты, и у нас не было информации, в каких номерах находились люди. С помощью тепловизоров IGNIS мы смогли быстро осмотреть все комнаты и спасти всех гостей заведения.

Анонимный пользователь, пожарная часть Тондухчхона: Прибыв на пожар, мы подумали, что огонь вызван замыканием в розетке – ведь дым шел именно оттуда. Но дважды все проверив тепловизором IGNIS, мы выяснили, что основной очаг возгорания находился на потолке. Быстро обнаружив источник огня, мы смогли  ликвидировать пожар, не допустив серьезного ущерба.

Анонимный пользователь, пожарная часть Канвона: Мы ликвидировали основные очаги возгорания на бывшей текстильной фабрике. С помощью тепловизоров IGNIS мы смогли быстро найти и устранить оставшееся пламя. В противном случае нам бы пришлось открывать все краны, разматывать рукава и проливать весь потолок, чтобы убедиться, что пожар полностью ликвидирован – а на это ушло бы очень много времени и было бы сопряжено с определенными рисками.

Чанмин Джи (пожарная часть Кимпхо): Помимо тушения пожаров, система IGNIS оказалась также весьма полезной при проведении спасательных работ на море. Тепловизоры позволяют с легкостью обнаруживать пострадавших в ледяной воде и особенно облегчают работу в ночное время.

Анонимный пользователь (пожарная часть Инчхона): Появление тепловизоров IGNIS вновь напомнило мне моих погибших коллег – многие из них могли бы уцелеть, если бы в нашем распоряжении были тепловизоры.

Подробнее о конкурсе Samsung Tomorrow Solutions

Созданная в 2013 году инициатива Samsung Tomorrow Solutions – это конкурс социальных инноваций, который помогает людям придумывать и воплощать в жизнь новые идеи, позволяющие изменить общество к лучшему за счет новых технологических решений.

Samsung Electronics выбирает лучшие проекты по четырем категориям: образование, медицина и здоровье, экологическая безопасность и улучшение жизни местных общин. Компания готова инвестировать дополнительные средства в идеи, которые обладают особенно большим потенциалом, и готова предоставить финансовую, техническую и экспертную поддержку для продолжения разработки.

Конкурс Samsung Tomorrow Solutions этого года уже идет. Более подробную информацию можно получить по адресу: https://www.tomorrowsolutions.org

Резюмируя

• Корпорация Samsung Electronics помогла создать персональный тепловизор IGNIS, специально разработанный для нужд пожаротушения, который оказался доступным, компактным, и при этом на 70% более легким по сравнению с традиционными тепловизионными приборами.
• Проект IGNIS был придуман пожарным-спасателем, который направил свою идею на конкурс социальных инноваций Samsung Tomorrow Solutions – открытую инициативу, которая призвана продвигать новые идеи, способные изменить мир за счет технических решений.
• В развитии проекта участвовала специальная команда инженеров из лаборатории C-Lab. Первая тысяча тепловизоров IGNIS была безвозмездно передана в пожарные части, спасательные бригады и национальные центры противодействия терроризму по всей Корее.