Партнерський проєкт Партнерський проєкт
Партнерський проєкт
Зміст:
  1. Сенсорні технології в гуманітарному розмінуванні
  2. Випробування сенсорних технологій в Україні
  3. Дистанційне виявлення вибухонебезпечних предметів пришвидшить розмінування
  4. Результати роботи українських компаній
  5. На шляху до безпечного майбутнього

Україна на сьогодні є найбільш замінованою країною у світі. Згідно з даними Міністерства економіки України на кінець 2024 року, площа потенційно забруднених територій становить 138 500 кв. км. У разі традиційних методів розмінування знадобиться майже століття, щоб очистити землі від вибухонебезпечних предметів.

Інноваційні технології дистанційного виявлення вибухівки можуть значно пришвидшити цей процес. Українські розробники вже створюють унікальні рішення, що поєднують різні види сенсорів і штучний інтелект для ефективного пошуку небезпечних об'єктів.

У першій статті партнерського спецпроєкту LIGA.net і Програми розвитку ООН (ПРООН) в Україні ми розповідали, як запускався новий для України ринок гуманітарного розмінування та як міжнародні партнери допомагають нам у цьому напрямку.

Про те, як розвивається сфера технологій у розмінуванні та наскільки вони можуть прискорити розмінування українських територій, — у нашому другому матеріалі.

Сенсорні технології в гуманітарному розмінуванні

У травні 2024 року ПРООН провела масштабне тестування різних типів сенсорів для виявлення вибухонебезпечних предметів. За результатами випробувань найефективнішими виявилися камери з високою роздільною здатністю, термальні сенсори та технології на основі магнітометрів.

Термальні сенсори
Це пристрої, що "бачать" тепло. Вони можуть виявляти об'єкти за температурою, навіть якщо їх не видно неозброєним оком. Наприклад, міна чи інший вибухонебезпечний предмет може нагріватися під сонцем і виділяти тепло, яке здатен розпізнати термальний сенсор. Ця технологія добре працює для пошуку предметів на поверхні, але її ефективність може знижуватися, якщо міна дуже закрита рослинністю чи ґрунтом.

Кожен тип сенсорів має свої переваги й обмеження. Високочутливі оптичні камери, встановлені на дронах, ефективно виявляють об'єкти на поверхні. Проте їхнє використання може ускладнюватися через рослинність або інші перешкоди. Магнітометри здатні знаходити міни й інші нерозірвані боєприпаси, що містять метал, але їх ефективність знижує наявність сміття, зокрема металевого, у ґрунті, й така особливість, як висока мінералізація українських земель. Особливим викликом є виявлення пластикових мін з мінімальним вмістом металу.

Магнітометри
Це пристрої, що знаходять металеві об'єкти, вимірюючи магнітне поле. Метал у мінах чи боєприпасах впливає на це поле, і магнітометр "відчуває" такі зміни. Він корисний для пошуку металевих вибухонебезпечних предметів як на поверхні, так і під землею. Але він може плутати небезпечні об'єкти з металевим сміттям у ґрунті, тому не завжди точний.

"Зараз ми приходимо до того, що необхідно розробляти технології, які б об'єднували в собі різні сенсори. Адже немає такого універсального засобу, щоб працював у будь-якому випадку з будь-яким видом вибухонебезпечних предметів", — пояснює спеціаліст із протимінної діяльності ПРООН Едвард Кроутер.

В Україні технології дистанційного виявлення небезпечних предметів активно впроваджуються. Зокрема, ДСНС використовує супутникові знімки для визначення потенційно забруднених територій, що дозволяє ефективніше планувати роботи з розмінування та визначати пріоритетні ділянки. Більшість операторів гуманітарного розмінування застосовують дрони з оптичними камерами та системами штучного інтелекту для обробки зображень. Штучний інтелект значно пришвидшує процес аналізу даних.

"Поки що штучний інтелект використовується переважно для обробки візуальних даних. Наприклад, коли дрон пролітає над певною ділянкою, щодо якої є підозра в забрудненості, він робить сотні, можливо, тисячі різних знімків. Далі їх необхідно перевірити на ознаки наявності певних вибухових предметів — протипіхотних мін, приміром. І це приводить до значного підвищення продуктивності в обробці таких зображень, тому що машина на основі штучного інтелекту може обробити ці зображення набагато швидше і точніше, ніж людина", — пояснює спеціаліст.

Водночас Едвард Кроутер наголошує: попри всі успіхи, у роботі штучного інтелекту під час обробки даних завжди має бути присутня людина, яка перевірить інформацію. Адже гуманітарне розмінування насамперед стосується безпеки людей.

"У серпні ПРООН спільно з Мінекономіки провели навчання десяти ветеранів з інвалідністю, які здобули кваліфікацію аналітиків візуальних даних. Семеро уже працюють за спеціальністю, п'ятеро з них працевлаштовані в організації The HALO Trust (найбільша міжнародна некомерційна організація, що займається гуманітарним розмінуванням. — Ред.), де працюють над аналізом даних. Це не лише допомагає у розмінуванні територій, а й сприяє реінтеграції ветеранів до цивільного життя, надаючи їм можливість застосувати свої навички у важливій справі", — наголошує Кроутер.

Наразі, за словами експерта, Україна стала своєрідним полігоном для розвитку інноваційних технологій розмінування. Завдяки поєднанню міжнародного досвіду та місцевих інновацій створюються ефективні рішення для подолання безпрецедентних викликів у сфері розмінування.

"Розробки українських фахівців і методології, створені для розв'язання проблем гуманітарного розмінування в Україні, змінюватимуть цю сферу в глобальному масштабі. Технології, які розробляються в Україні, безперечно, будуть використані в цій діяльності у всьому світі та приведуть до значних змін", — підкреслює Едвард Кроутер.

Нині Україна є своєрідним полігоном для розвитку інноваційних технологій розмінування
Нині Україна є своєрідним полігоном для розвитку інноваційних технологій розмінування

Випробування сенсорних технологій в Україні

В Україні у сфері розробки технологій дистанційного виявлення вибухонебезпечних предметів свої знання застосовують фахівці з різних сфер — гірничодобувної, ІТ, навіть з археології. Їхні пропозиції та ідеї міжнародних компаній тестуються на полігонах і в реальних польових умовах. І деякі результати вражають уже на цьому етапі.

Зокрема, під час уже згаданих тестувань у травні 2024 року, де брали участь сім українських і міжнародних команд, деяким компаніям вдалося виявити 78% небезпечних предметів на поверхні, близько 70% під землею і 62% пластикових предметів.

Як розповідає проєктна менеджерка з інновацій Команди підтримки протимінної діяльності при Міністерстві економіки України Катерина Дрозд, улітку цього року були проведені також тестування в реальних умовах — у Кам’янській громаді на Харківщині, що перебувала під окупацією близько п'яти місяців у 2022 році. Територія була сильно забруднена протипіхотними мінами ПФМ-1, які через свій пластиковий корпус і малі розміри складні для виявлення.

"Ми проводимо чимало тестувань. Найкращі компанії, які показують гарні результати, потім запрошують до проведення реальних робіт і колаборації з різними операторами розмінування", — зазначає експертка.

Водночас для швидкої й коректної роботи подібних технологій необхідно, щоб штучний інтелект, який обробляє зображення, вмів оперативно і правильно розпізнавати вибухонебезпечні предмети. Над відповідною загальною базою даних вибухонебезпечних предметів сьогодні працюють у Мінекономіки. З її допомогою розробники матимуть можливість тренувати свої технології.

"Сенсори можна комбінувати, але якщо немає бази даних, вони, на жаль, не працюватимуть. Ми не можемо просто взяти з інтернету фотографії та вчити штучний інтелект, бо є дуже багато модифікацій, і щодня їх з'являється ще більше. Саме тому дуже багато українських розробників працюють із Державною службою з надзвичайних ситуацій, Державною спеціальною службою транспорту, з операторами в полях, щоб побачити все наживо і мати цю базу", — пояснює Катерина Дрозд.

Водночас серйозним викликом для України у розробці сенсорних технологій виявлення небезпечних предметів є їх стандартизація і сертифікація. Адже на сьогодні ніде у світі не існує стандартів із використання сенсорних технологій для виявлення вибухонебезпечних предметів. Поки що триває збір доказової бази, щоб зрозуміти, в яких випадках можна застосовувати ті чи інші технології.

"Ми маємо пам'ятати, що гуманітарне розмінування — це насамперед життя людей, і ми не можемо сертифікувати обладнання, що забезпечує лише 78% виявлення".

"Ми маємо дійти до максимуму. Можливо, це буде не 100%, а 99%, але тут важливо прописати, де і в яких випадках ми можемо використати цю технологію. Якщо ж ідеться про те, де не можна використовувати, тут більше йдеться про області, територію, типи ґрунтів, температуру повітря, час. Використання вдень чи вночі — це також різні технології. Усі ці моменти мають бути прописані", — підкреслює Катерина Дрозд.

У сфері розробки технологій дистанційного виявлення вибухонебезпечних предметів працюють фахівці з різних сфер
У сфері розробки технологій дистанційного виявлення вибухонебезпечних предметів працюють фахівці з різних сфер

Дистанційне виявлення вибухонебезпечних предметів пришвидшить розмінування

Розвиток технологій дистанційного виявлення вибухонебезпечних предметів допоможе Україні розробити чітку систему пріоритизації земель для гуманітарного розмінування. Тобто запустити процес визначення найважливіших ділянок, що потребують очищення від вибухонебезпечних предметів передусім. Водночас для надання ділянці певного ступеня черговості необхідно врахувати чимало факторів: рівень забруднення, кількість населення, економічну й екологічну важливість ділянок.

У цьому напрямку активно працює Товариство дослідників України. За підтримки ФАО, вони створили карту кратерів і пошкоджень ґрунтового покриву для Харківської області й тепер розширюють роботу на Миколаївську та Херсонську області.

"Завдяки їхній експертизі й науковому бекграунду ми маємо інформацію про міграцію забруднювачів. Наприклад, можемо передбачити рівні забруднення харчової продукції, вирощеної на певних типах забруднених ділянок. Якщо один і той самий забрудник є, наприклад, на чорноземі й на піску, то продукція, вирощена на піску, буде більш забруднена. Маючи інформацію про кратери, про міграцію забрудників, ми можемо сказати про певний вплив на територію, на продукцію сільського господарства. І якщо такий вплив на певній території буде меншим, ми її пріоритизуємо", — пояснює координаторка проєктів пріоритизації в протимінній діяльності Міністерства економіки Олена Паренюк.

Система пріоритизації земель наразі перебуває на етапі розробки. За словами Олени Паренюк, у Харківській області запускається пілотний проєкт. Над створенням карти пріоритетів працюють шість організацій. Після розробки повного алгоритму пріоритизації його планують узаконити, ухваливши експериментальну постанову Кабміну.

"Нашою метою є допомога у швидкому поверненні до господарської діяльності більшої кількості територій. І якщо ми спочатку перевірятимемо ту територію, яка, ймовірніше, не забруднена і приноситиме дохід, то швидше повернемо до економічної діяльності більше земель", — наголошує Олена Паренюк.

Розвиток технологій дистанційного виявлення вибухонебезпечних предметів дозволить Україні визначати пріоритетні ділянки для гуманітарного розмінування
Розвиток технологій дистанційного виявлення вибухонебезпечних предметів дозволить Україні визначати пріоритетні ділянки для гуманітарного розмінування

Результати роботи українських компаній

В Україні активно розробляються інноваційні рішення для гуманітарного розмінування. Серед помітних гравців на цьому ринку — благодійний фонд "Фундація Поступ" і компанія UADamage, які створили власні системи дистанційного виявлення вибухонебезпечних предметів.

"Фундація Поступ" розпочала роботу над системами виявлення мін влітку 2022 року.

"Традиційні засоби та стандарти розмінування безсилі. Вони не допоможуть розв'язати проблему такого масштабу в адекватні терміни", — пояснює засновник фонду Влад Козак.

У "Поступі" розробили систему на базі агродрона з магнітометром, що дозволяє виявляти металовмісні об'єкти на глибині до 3-3,5 м, а великі боєприпаси — навіть на глибині 5-7 м. Унікальність конструкції полягає у спеціальному кріпленні сенсорів на відстані від дрона, що мінімізує вплив металевих частин самого апарату на вимірювання.

Система використовує комбінацію різних технологій: магнітометр для пошуку металевих об'єктів, звичайні RGB-камери й багатоспектральні камери. Як пояснює засновник фонду, RGB-камери дозволяють виявляти міни й вибухонебезпечні предмети візуально, при цьому ідентифікацію нескладно автоматизувати за допомогою штучного інтелекту. Багатоспектральні камери здатні виявляти об'єкти на поверхні та близько до неї, а також відділити об'єкт від фону на основі їх фізичних властивостей. Наприклад, метал чи пластик нагріваються й охолоджуються швидше, ніж рослинність, тому їх добре видно в інфрачервоному діапазоні у теплі сонячні дні.

"Сам магнітометр дозволяє нам покрити приблизно 70% мін і боєприпасів, що можуть бути на землі або під землею. Він, звичайно, не є панацеєю від усіх проблем, тому що є пластикові міни. Тому ми працюємо над рішенням, яке поєднує різні сенсори. Тобто магнітометр — це один з методів, але додатково ми використовуємо оптичні методи. Тому зараз завдяки всім методикам ми визначаємо 93% вибухонебезпечних предметів на ділянці", — зазначає Влад Козак.

Особливу увагу в компанії приділяють розвитку штучного інтелекту для аналізу даних. Наразі у компанії використовують штучний інтелект для візуальних даних і працюють над штучним інтелектом для даних з магнітометра.

"Важливо навчити нейронну мережу розпізнавати не лише стандартні боєприпаси, але й саморобні вибухові пристрої та міни-пастки, що використовує противник. Зараз перебуваємо на етапі такого прототипу рішення для штучного інтелекту. Ми натренували наші алгоритми розрізняти найбільш типові міни: TM-62, ОЗМ-72, МОН-50, протипіхотні міни (ПМН), протипіхотні фугасні міни (ПФМ)", — розповідає Влад Козак.

Компанія UADamage спочатку займалася збором даних та аналізом руйнувань інфраструктури, спричинених воєнними діями. Доки одного разу працівники компанії не стали свідками того, як в Херсонській області протягом одного дня підірвалося дві машини.

"Я зрозумів, що без розмінування територій ніхто на них не повернеться, не буде відбудовувати. Отже, потрібно допомогти з розмінуванням. Бо одна людина зі звичайним металошукачем може пройти не більше як 100 кв.  м на день, що дуже довго", — розповідає засновник компанії Віталій Лопушанський.

UADamage використовує промислові дрони DJI Matrice 30 і Matrice 300, обладнані різними сенсорами: звичайними й інфрачервоними камерами, мультиспектральними камерами, магнітометрами та георадарами. Компанія також розробила самохідну наземну установку для роботи у важкодоступних місцях.

Як розповідає Віталій Лопушанський, в середньому один дрон за світловий день може обстежити до 5 га території, а в оптимальних умовах — до 10 га. Зібрані дані обробляються за допомогою штучного інтелекту та відображаються на спеціальній платформі, де можна побачити карту замінування території. Крім того, UADamage також розробляє систему пріоритизації земель у співпраці з Міністерством економіки та ПРООН.

"Ми створили карту кратерів з використанням супутникових даних. Накладаємо цю інформацію на кадастрові дані та реєстри й отримуємо вірогідну карту замінування України", — пояснює Віталій Лопушанський.

Наразі система працює в тестовому режимі, а з 2025 року планується її повноцінне впровадження з постійною інтеграцією даних з усіх доступних джерел.

Обидві компанії активно співпрацюють із ДСНС і міжнародними партнерами, проводять випробування в різних регіонах України. Їхні розробки можуть стати важливим внеском у світову практику гуманітарного розмінування. Зокрема, ведеться активна робота над повною автоматизацією процесу розмінування.

"Це одна з найнебезпечніших професій у світі. Наша мета — максимально зменшити ризики для людей", — наголошує Лопушанський.

Важливим аспектом є вартість розмінування. За словами Влада Козака, традиційні методи коштують від $3000 до $5000 за гектар, що часто перевищує комерційну вартість самої землі. Ця цифра сформувалася на основі досвіду роботи операторів розмінування, які використовують механізований метод розмінування територій. Використання нових технологій може знизити ці витрати до $600-800 за гектар, що зробить процес економічно доцільним.

Компанія UADamage активно розробляє інноваційні рішення для гуманітарного розмінування, використовуючи промислові дрони DJI Matrice 30 і Matrice 300
Компанія UADamage активно розробляє інноваційні рішення для гуманітарного розмінування, використовуючи промислові дрони DJI Matrice 30 і Matrice 300

На шляху до безпечного майбутнього

Розвиток технологій дистанційного виявлення вибухонебезпечних предметів є критично важливим для України. Поєднання різних типів сенсорів, дронів і штучного інтелекту дозволяє значно пришвидшити процес розмінування та зробити його безпечнішим для саперів. Українські компанії створюють унікальні рішення, які не лише допоможуть очистити території нашої країни, але й змінять підходи до гуманітарного розмінування у світовому масштабі. Це дає надію на те, що відновлення безпечного життя на звільнених територіях стане можливим у значно коротші терміни.

Фото: ПРООН в Україні та Міністерство економіки України