Інноваційні рішення для розмінування України: змагання Minesight Innovation Challenge

Україна -- одна з найбільш забруднених мінами та вибухонебезпечними предметами країн світу. За даними Demine Ukraine, близько 133 тисячі км² (близько 22%) територій, що зазнали впливу бойових дій, залишаються потенційно небезпечними.

Світовий банк визначив, що очищення українських територій від мін обійдеться в приблизно $37,5 мільярда. Цей процес може затягнутися на роки, навіть десятиліття. Однак впровадження сучасних технологій здатне скоротити його до 10-15 років. Для України, яка раніше забезпечувала продовольством 400 мільйонів людей по всьому світу, це питання має критичне значення: мільйони гектарів сільськогосподарських угідь наразі забруднені мінами.

На сьогоднішній день існуючих інструментів і підходів для боротьби з таким масштабом забруднення виявляється недостатньо. Необхідно впроваджувати нові технологічні інновації, зокрема для екскавації, яка є найбільш повільною та небезпечною фазою розмінування.

Спільно з фахівцями ми досліджуємо, що насправді відбувається після активації міношукача, чому процес екскавації вимагає стільки часу та зусиль. Також ми представляємо п’ять фіналістських команд Minesight Innovation Challenge, які працюють над інноваційними технологіями, здатними поліпшити цю ситуацію.

Що трапляється після спрацьовування міношукача?

Процес розмінування стартує з детального дослідження місцевості та виявлення сигналів: сапер, використовуючи міношукач, виявляє наявність металевих предметів під поверхнею землі.

Наступним етапом є екскавація – обережне відкриття ґрунту. У цей момент сапери отримують можливість дослідити заглиблений об'єкт на такій глибині, яка дозволяє безпечно його ідентифікувати, не торкаючись і не переміщуючи сам предмет. Це найкритичніший момент у всьому процесі: найменша помилка або необдуманий рух можуть викликати вибух.

Тільки після встановлення ідентичності об'єкта приймається рішення щодо наступних кроків: контрольоване вилучення, нейтралізація або знищення безпосередньо на місці.

Безпечна екскавація вимагає виконання робіт у тісному просторі навколо певної ділянки, тому важка техніка, така як екскаватори, не підходить для цих завдань. Розробка інноваційних технологічних рішень є важливим аспектом для пришвидшення процесу розмінування в Україні.

Для досягнення ефективної екскавації необхідно більше ніж одне рішення.

Згідно з висловлюваннями Катерини, процес екскавації забирає до 80% часу, витраченого сапером на роботі в полі. На це впливають кілька факторів, які ускладнюють ситуацію:

* Види ґрунтів. Піщані, глинисті, кам'янисті та чорноземні — кожен із них потребує специфічного підходу та різної швидкості виконання робіт.

* Рослинність і коріння. Густа трава, чагарники чи коріння дерев ускладнюють доступ і сповільнюють процес.

* Каміння та сторонні предмети. Кожен твердий обʼєкт у ґрунті потрібно перевіряти окремо -- але гарантій, що це не міна, немає.

* Глибина залягання. Що глибше обʼєкт, то довше й обережніше доводиться його розкривати.

* Невизначеність. Сигнал від міношукача не уточнює, що саме було виявлено - чи це небезпечний об'єкт, фрагмент, чи просто звичайне металеве сміття.

Для саперів ця робота вимагає концентрації протягом усієї зміни, а втома -- один із найбільших ризиків у полі. Кожне окреме дослідження ґрунту -- це потенційна загроза життю та здоровʼю сапера. Люди, які повертаються на деокуповані землі, також мають високі ризики. Від початку повномасштабного вторгнення від вибухонебезпечних предметів постраждали понад 1500 людей, 471 із них загинули.

Вибір розмінування як одного з основних напрямків діяльності не є випадковим: цей процес є критично важливим для подальшого забезпечення гуманітарної допомоги.

Переваги в даній ситуації є очевидними та відчутними. По-перше, це збережені життя людей. По-друге, безпечні території, які можуть знову бути використані: поки поля залишаються замінованими, фермери не можуть працювати, що призводить до втрат у аграрному експорті на мільярди доларів щорічно. І, зрештою, без процесу розмінування неможливе жодне відновлення, ані до, ані після перемоги: ні відбудова інфраструктури, ні повернення людей у звільнені та прифронтові райони, які щодня потерпають від обстрілів і небезпечних предметів.

Виклик Інновацій Minesight: хто прагне знайти нові підходи до екскаваційних технологій і чому це важливо.

Minesight Innovation Challenge — це міжнародний конкурс, який має на меті виявлення та створення інноваційних технологічних рішень у сфері екскаваційних робіт. Основне завдання полягає у зменшенні тривалості цього процесу та зниженні ризиків для саперів.

Пʼять команд, які досягли фіналу, отримають по $100 000 для завершення своїх проектів. При цьому, команда-переможець Minesight Innovation Challenge отримає додаткові $100 000 для розширення виробництва.

Челендж організувала американська неприбуткова організація Minesight, що спеціалізується на розробці глибоких технологій для гуманітарного розмінування, у партнерстві з громадською організацією Demine Ukraine, гуманітарним фондом Сергія Притули та Міністерством економіки, довкілля та сільського господарства України.

На конкурс подали понад 90 заявок команди й організації з десяти країн -- серед них Україна, Норвегія, Індія, Польща, Велика Британія, Косово та інші.

Нові розробки можна одразу тестувати, масштабувати й впроваджувати в роботу: в межах челенджу в цих процесах допомагають галузеві експерти, грантове фінансування та польові випробування. Все це дозволяє довести рішення від ідеї до реального застосування.

Команди мають можливість взаємодіяти з фахівцями міжнародного рівня та українськими зацікавленими сторонами.

До оцінювання заявок залучено незалежне міжнародне журі, зокрема експертів Женевського міжнародного центру гуманітарного розмінування (GICHD) -- однієї з найавторитетніших організацій у сфері протимінної діяльності у світі.

Основним технічним показником, за яким проводиться оцінка, є швидкість. Чим швидше можна безпечно отримати доступ до заглибленого об'єкта для його ідентифікації, тим вищі шанси на успіх у проєкті. Під час аналізу розробок також беруть до уваги інші аспекти, такі як безпека, вартість, можливість дистанційного управління та зручність використання.

"Головне завдання -- перехід від інженерної концепції до системи, яка надійно працює за межами лабораторії, -- пояснюють у Minesight основний виклик, з яким стикаються учасники. -- Ці системи повинні працювати в різноманітних умовах: сухі, вологі, піщані, глинисті, ущільнені чи кам'янисті ґрунти; рівнинна та похила місцевість; відкритий ґрунт і густа рослинність; різні погодні умови; а також предмети, закопані на різній глибині або оточені корінням, камінням і сміттям. Рішення, яке добре працює в одному ретельно контрольованому тесті, може поводитися зовсім по-різному в іншому середовищі".

Пʼять фіналістів, пʼять різних інженерних рішень для однієї і тієї ж задачі.

Minesight Innovation Challenge дійшов до етапу проміжного огляду. Наразі за перше місце змагаються п'ять фіналістів, троє з яких -- українські команди. Зараз вони переходять від теорії до практики, створюючи перші прототипи.

* Badger (Україна) пропонує систему з адаптивними інструментами, які можна змінювати без необхідності відводити робочий маніпулятор вбік. Це дозволяє значно прискорити етапи обробки ґрунту в рамках однієї робочої сесії.

* Kaban Digger (Україна) Розробляє броньовану колісну платформу на керованому дистанційно шасі. Рішення побудоване на базі вже наявної універсальної робототехнічної платформи для роботи саперів на небезпечних ділянках.

* TREMBITA (Україна)Працює над роботизованим комплексом для дистанційного дослідження сигналу. Команда спеціалізується на високоточному позиціонуванні та розробляє власну технологію точного наведення на потрібну точку в ґрунті.

WExMEx (Норвегія) представляє проєкт Тьоннеса Рудольфсена, який пропонує інноваційний метод, що виключає механічний контакт з землею. Замість традиційних ріжучих або копаючих інструментів, ця розробка базується на віддаленому контролі процесу видалення ґрунту.

* AUTOGENBOT (США) Наша команда модифікувала платформу, призначену для автономної діяльності в умовах, де супутниковий сигнал є недоступним або ненадійним, для гуманітарного розмінування. Цей досвід ми використовуємо при створенні системи безконтактного виявлення ґрунту.

Представники Minesight, Тоні Коселка та Дмитро Мартинович, завітали до України для проведення огляду. Спільно з командою Demine Ukraine та співробітниками Гуманітарного фонду імені Сергія Притули, вони відвідали компанії TREMBITA та Kaban Digger у Києві, а також відправились до Львова, де зустрілися з представниками компанії Badger.

Це дало можливість оцінити досягнення кожної з команд, обговорити технічні аспекти та визначити, які завдання залишаються невиконаними перед фінальними тестуваннями. Проміжний огляд проєкту проводиться в онлайн-форматі за участю фіналістів з Норвегії та спільної команди з США і Індії.

Наступні шість місяців фіналісти доопрацьовують прототипи на тестових майданчиках під менторством експертів. Переможця оберуть після польового випробування розробок: в умовах, максимально наближених до реальної роботи саперів. Слідкувати за розробками Minesight Innovation Challenge можна на сайті.

Якщо хоча б одне з пʼяти запропонованих рішень продемонструє свою ефективність на практиці, це суттєво вплине на умови праці тисяч саперів, які щоденно займаються однією з найризикованіших професій у світі. Інноваційні технології сприяють зниженню ризиків у ситуаціях, де навіть найменша помилка може коштувати життя.