Nápady a objevy

21. července 2021

Dron s technologií z VUT odhalí nebezpečí na demonstraci i v davu sportovních fanoušků

Spolužáci z FIT navázali projektem na dřívější úspěšný výzkum jednoho z nich, Davida Bažouta (vlevo). | Autor: Jan Prokopius
Dopravní nehoda, kolaps sportovce i hozená dýmovnice – to všechno je potřeba řešit co nejdříve, aby nedošlo ke zranění nebo dalším škodám. Někdy ale není v lidských silách v nastalém zmatku dobře určit, kde přesně problém vznikl, a nasměrovat k němu například záchranáře. Nový systém detekce takzvaných anomálií vytvořili studenti informatiky a nabídli ho policistům, kterým by mohl pomoci rychleji a plně automaticky odhalit problém a zakreslit ho do mapy.

„Typickou situací je třeba konec sportovní akce. Obrovské množství lidí odchází domů. Bylo by velmi problematické sledovat běžným zrakem celé prostranství a pokoušet se zjistit, jestli se tam neděje něco špatného. Pomocí dronu dokážeme z nadhledu určit, že se objevil nějaký problém a rovnou ho promítnout do mapy. Další situací může být třeba doprava na křižovatce nebo v ulici, kde se stane nehoda a auta ji začnou objíždět. Náš detektor dokáže anomálii určit a operátora u počítače na ni upozornit,“ zmiňuje některé z řady použití čerstvý absolvent Fakulty informačních technologií VUT David Bažout, který se chystá pokračovat i na doktorát a zároveň zdokonalovat projekt chytrého skleníku. Systému na detekci anomálií se věnoval poslední dva roky a podařilo se mu vyvinout vlastní metodu, která umožňuje vypustit dron nad naprosto nové území a tam se v situaci okamžitě zorientovat.

Pomoci záchranářům a policistům a třeba i zachránit lidské životy, to jsou cíle vyvíjeného systému. | Autor: Jan Prokopius
Za vše může neuronová síť napodobující lidský mozek. „Video z dronu je rozdělené do mřížky složené z menších buněk. Neuronová síť se na každou tuto buňku podívá a vytáhne z ní zjednodušený popisek situace, která se tam odehrává. Na základě těchto popisků potom metoda vytváří model obvyklého chování v dané mřížce a porovnáním aktuálního popisku s modelem určí neobvyklé chování. Na základě toho dokáže systém sám říct, jestli jde o běžné chování, nebo se v oblasti děje něco nečekaného. Největší výzvou bylo, že neuronová síť potřebuje pro své fungování spoustu učících dat, která ale nejsou vůbec dostupná. Když začne policie používat dron a přiletí třeba nad fanoušky koncertu, pro neuronovou síť je to poprvé, co takovou situaci vidí,“ přibližuje David Bažout výhody jím vyvinuté metody. Ta totiž nepotřebuje neuronovou síť dopředu učit, co vidí, ale dokáže se zorientovat v reálném čase bez jakýchkoliv předchozích informací: „Neuronová síť se kouká na novou scénu a hned se učí, co je pro sledovanou scénu typické chování, a co naopak ne.“

Obraz snímaný dronem se díky systému zbarvuje dočervena tam, kde se děje něco neobvyklého, třeba kde sportovci padají náhle k zemi. | Autor: David Bažout, Adam Ferenecz
Normálním chováním nemusí být pouze dav fotbalových fanoušků, kteří se po zápase pomalým krokem přesouvají k autobusu, ale také třeba sportovní závody. Na těch mimo jiné Bažout systém testoval spolu se svým mladším spolužákem Adamem Ferenczem. „Měli jsme skupinu běžců, kterým jsme řekli, kudy mají běžet a simulovat dav pohybující se jedním směrem. V realitě se může stát, že se z davu náhle oddělí člověk, třeba potenciální útočník. Taky se ale může stát, že náhle změní směr celý dav, rozuteče se, nebo najednou všichni padnou k zemi. V našem testu je scéna, kdy lidé běží a na můj pokyn se náhle sesunou k zemi. V tu chvíli celá oblast zrudne. Systém se ale průběžně učí, takže je pro něj po chvíli normální situace, že běžci leží, a oblast postupně zesvětlá. Ve chvíli, kdy se zvednou, obraz opět zrudne,“ vysvětluje Ferencz, co uvidí na displeji počítače operátor, který by jejich aplikaci používal. Aby přenášené video nebylo neustále plné červených skvrn, jde nastavit citlivost vnímaných změn. „Když běžci poběží třeba do zatáčky, systém to jako anomálii nevyhodnotí, protože se člověk pohybuje po očekávané dráze a nejde o náhlou změnu směru,“ doplňuje Ferencz.

Zatímco David Bažout chce pokračovat na FIT na doktorát, Adam Ferenecz už částečně pracuje ve školství - chtěl by mladé lidi učit programovat. | Autor: Jan Prokopius
Pro použití v praxi by tak například policista pilotoval přímo na místě dron, kterým by ze vzduchu přelétal například nad demonstranty. Video, které je potřeba zpracovat umělou inteligencí, by se odesílalo na server umístěný kupříkladu na služebně, a výsledný obrázek postupujícího davu by se již zakreslený do reálné mapy promítal buď dispečerovi na počítač, nebo třeba dalšímu z policistů přímo na místě do tabletu. Do aplikace je navíc podle autorů možné nahrát další funkce, takže by kromě upozornění na nebezpečí zvládla v budoucnu v reálném čase třeba i počítat účastníky nebo vytvářet statistiky.

Vyvinutý systém je součástí projektu, na kterém fakulta spolupracuje s policisty. Ti se teď rozhodnou, jestli jim může být užitečný a začnou ho testovat na reálných situacích.

(tk)

Témata

Související články:
Studenti z FIT VUT založili startup Zaitra. Plánují inovovat lesnictví
Stanislav Smatana vymýšlí software umožňující analýzu střevní mikroflóry. Za svůj výzkum získal podporu od Brna
Studenti chtějí změnit způsob, jakým komunikují radnice s občany
Špičky české herní scény se o víkendu sjedou do Ivančic
Aplikace Cool Ticket pošle vstupenky do telefonu. Jde přes ni zaplatit i pivo na festivalech