Молодые учёные КБГУ помогают МЧС

«КБП» по традиции знакомит читателей с участниками выставки инновационных проектов молодых учёных, которая состоялась в КБГУ в День российской науки. Первый из них – проект по созданию системы определения площади пожаров посредством анализа данных видеонаблюдения.
Проект признан победителем в номинации «Лучший инновационный проект», а его название полностью звучит как «Система определения площади возгорания по видеоизображению на основе свёрточных нейронных сетей в режиме реального времени». Автор – студент магистратуры КБГУ, института искусственного интеллекта и цифровых технологий Астемир Калмыков.

«Проект представляет собой разработку системы, которая использует алгоритмы компьютерного зрения и машинного обучения для анализа видеопотока от камеры, находящейся над потенциальным очагом возгорания, – объясняет автор. – Обработанные данные выводятся на экран с указанием области пожара, его площади и масштаба. Таким образом мы надеемся повысить эффективность и безопасность операций по тушению пожара. Система предназначена для МЧС, профильных министерств».

Суть проекта в том, чтобы создать систему для распознавания и классификации масштаба возгораний на основе видеоанализа. На практике это программно-аппаратный комплекс, который даёт точное определение площади и масштаба пожаров. По факту он является объединением специализированного программного обеспечения, использующего алгоритмы компьютерного зрения и машинного обучения, с камерами видеонаблюдения или дронов. 

Процесс выглядит примерно так: наблюдатель занимает позицию в районе возгорания и запускает дрон. Тот передаёт информацию на экран ноутбука. Полученные данные помогают оператору принять решение о том, вызывать дополнительные силы или можно обойтись уже имеющимися. На данный момент информация выводится экран в виде данных о площади возгорания и местоположении. В дальнейшем есть идея добавить сюда характеристики пожаров, на которые их делят в МЧС.

Дрон, в принципе, тут сгодится любой. А вот камера необходима с высоким разрешением.

Значение имеет также высота, на которой находится камера, и характеристики самой камеры: зная их, можно вычислить площадь пожара. 

Поработать автору пришлось и над «обучением» программного обеспечения:

«Для начала я взял одну из моделей нейронных сетей для распознавания образов. Затем нашёл видео и изображения с огнём и пожарами, обучил нейронную сеть распознавать образы огня в изображениях. Протестировал, как нейросеть сама справляется с этим. Потом математически считывал и преобразовывал картинки в текстовую информацию и математические формулы. И выводил информацию на экран». 

Идею создания системы автору подсказали новостные сводки:

«Сегодня, как известно, много сообщений о пожарах. Недавно, например, горел склад торговой интернет-сети. Летом часто горят леса. Да и в целом проблема пожаров актуальна везде и всегда: пожары могут быстро распространяться и приводить к серьёзным последствиям, включая ущерб для окружающей среды, потерю имущества и угрозу жизни людей. Так я и заинтересовался, можно ли при помощи современных методов искусственного интеллекта и нейронных сетей минимизировать риски распространения огня. Ну, а конкретную тему я сформулировал, наткнувшись в интернете на возможности нейронных сетей и решив развить эту идею».

Напомним, что традиционная выставка инновационных проектов молодых учёных Северного Кавказа состоялась в КБГУ уже в восемнадцатый раз. В рамках мероприятия было представлено свыше 130 инновационных проектов в сельском хозяйстве, медицине, строительстве, промышленности, в социальной сфере, производственных процессах. Ряд проектов касался создания материалов нового поколения, робототехники и инновационных информационных технологий. Авторами их были молодые учёные из Кабардино-Балкарии, Ставропольского края, Ингушетии, Южной Осетии и Ростова-на-Дону. Интересные и перспективные разработки представили не только студенты и аспиранты, но и школьники. Более 60 проектов принадлежат молодым учёным из КБГУ. 
Судейской комиссией были определены победители и призёры в номинациях «Лучший инновационный проект», «Лучший инновационный продукт», «Лучшая инновационная идея», «Лучшая презентация проекта», «Лучшая бизнес-идея», «Лучший социальный проект».