Название: Прогулка по морскому дну с помощью VR - технологии
Авторы:
Савелий Яковенко
Анастасия Харина
Никита Коряков
Софья Сидорова
Мероприятие: Образовательный поток "Большие вызовы"
Ключевые слова: подводный дрон, ИИ ассистент, VR-модель, морское дно, тропические акватории, нейросеть, 3D-модель дрона.
Аннотация:
Наша команда работает над созданием устройства, которое позволит любому понаблюдать за морской жизнью без вреда для здоровья и дорогостоящего оборудования.
Введение:
В настоящее время в мире уже существуют множество устройств для видеосъемки под водой, аппаратура для погружения на глубины и конечно экипировка для самостоятельного погружения под воду. К тому же в различных интернет ресурсах можно найти множество видео- и фото-контента на эту тему. Зачем создавать то, что уже существует?
Начнём с того, что существует множество опасных факторов и рисков для человека при занятии дайвингом или погружения под воду: серьезное воздействие на сердечно-сосудистую систему и центральную нервную систему человека, нападение диких животных вследствие нарушения техники безопасности или человеческого фактора. К тому же многие люди при всём своём желании не могут погрузиться под воду, учитывая различные физические факторы.
Высокая стоимость на услуги и покупку аппаратуры для безопасного погружения и наблюдения за морской жизнью так же становятся препятствием для большого класса людей.
Наша цель - создание подводного дрона, для наблюдения за морскими обитателями, с применением VR и умного ИИ ассистента, которым может воспользоваться любой желающий.
Цель:
Создание подводного дрона, для наблюдения за морскими обитателями, с применением VR и умного ИИ ассистента.
Существующие альтернативы:
-
Частные и исследовательские батискафы для погружений под воду - дорогостоящее и недоступное для большинства оборудование. Стоимость его варьируется в зависимости от характеристик и целей использования, измеряется сотнями тысяч долларов(а некоторых случаях и миллионами). Такое устройство снижает пагубное влияние давления, воды на организм человека и защищает его от внешних факторов.
-
Подводные дроны. Дроны обычно применяются для создания видео под водой и в исследовательских целях. Энтузиасты их уже могут себе их позволить, однако их стоимость всё равно начинается от 1250$. В отличии от батискафов и дайвинга не позволяют увидеть всю картину происходящего под водой.
-
Камеры, снимающие под водой. Их может позволить себе практически каждый, к тому же существуют защитная экипировка на обычный телефон или камеру. Однако можно найти множество подобных видео на интернет-ресурсах.
Занятия дайвингом. Очень распространенное явление, множество людей вовлечены. Для начала даже не обязательно покупать экипировку - занятие предоставляется как услуга, достаточно заплатить за абонемент. Однако, существует множество рисков для здоровья человека.
Проблемы:
-
Существуют множество опасных факторов для человека при погружении(неблагоприятно воздействует повышенное давление водной и газовой сред): изменение гравитации, психоэмоциональный стресс, физические нагрузки, обжим грудной клетки , перераспределение жидких сред организма, изменение видимости и слышимости под водой, гипотермия, механическое давление газов и его перепады, высокое парциальное давление газов и избыточное их проникновение в ткани и жидкости организма, а также высокая плотность газовой смеси (вызывает затруднение дыхания). Так же есть риск нападения диких животных (в особенности при несоблюдении техники безопасности).
-
Неосведомленность о многих видах морских существ
-
Дороговизна подобной аппаратуры, не освоен рынок
Задачи:
-
выбор оптимальной акватории, интересной для туризма
-
определение видов рыб для указанной акватории
-
обучение нейросети по определению видов рыб
-
разработка VR-сцены
-
разработка концепции (строения) дрона
Потребительские сегменты:
-
туристические компание (для обустройства отелей и пребрежных зон),
-
различные исследовательские центры для пополнения данных о подводной флоре и фауне.
Скрытое преимущество:
С помощью VR-технологии любой желающий может позволить себе полностью окунуться в мир под водой, а камера 360 градусов и умный ИИ ассистент поможет не пропустить ни одной детали в ходе исследований и наблюдений.
Исследования:
Дайвинг в тропических акваториях очень распространён, стоимость абонемента начинается от 40-50$. Дайвинг требует покупки(от 1900$) и/или аренды(около 50$ в день) снаряжения, что останавливает многих людей от начала занятий.
Стоимость экскурсии на батискафе начинается от 100$.
Стоимость услуги нашего устройства в теории будет гораздо ниже, так как оно не нуждается в серьезном техническом обслуживании, в отличии от представленных примеров. Оборудование для дайвинга изнашивается, требуется в постоянной замене (обслуживание каждого элемента экипировки стоит от 5$ до 20$ в год). Обслуживание батискафа, учитывая высокотехнологичность устройство, стоит немалых денег.
Рассчитаем приблизительную стоимость устройства:
-
комплект VR-оборудования и подключение к станции дрона - около 30000 рублей
-
ПО и компьютер для сбора оборудования - 50000 рублей
-
2 камеры 360 градусов - 100000 рублей
-
корпус дрона, провода, технические компоненты - 100000 рублей
Итого: приблизительно 280000 рублей.
Оборудование не изнашивается, только требует периодического обслуживания. Пользование установкой может предоставляться как услуга, и будет стоить в разы дешевле, чем подобные услуги для просмотра морской флоры и фауны.
Learn Model Canvas:
Проблемы:
1. Существуют множество опасных факторов для человека при погружении.
2. Неосведомленность о многих видах морских существ
3. Дороговизна подобной аппаратуры, не освоен рынок
Существующие альтернативы:
1. Частные и исследовательские батискафы
2. Дайвинг и подводная съёмка
3. Подводные дроны
Решения:
Создание подводного дрона, для наблюдения за морскими обитателями, с применением VR и умного ИИ ассистента, использование которого может предоставляться как услуга.
Уникальное ценностное предложение:
Наша система уникальна тем, что помимо развлекательной составляющей, она безопасна для здоровья потребителей и может пополнить данные о существующей флоре и фауне.
Скрытое преимущество:
Люди, которые не могут погрузиться под воду в связи с различными физическими факторами, могут наблюдать вживую за морской жизнью.
Потребительские сегменты:
1. Туристические компание (для обустройства отелей и пребрежных зон),
2. Исследовательские центры для пополнения данных о подводной флоре и фауне.
3. Дайвинг-центры
4. Музеи и выставки
Ключевые метрики:
1. Представление проекта, поиск возможных клиентов
2. Набор команды для разработки концепции дрона.
3. Поиск оптимальной технологии для создания системы.
4. Тестирование системы.
5. Начало производства.
6. Начало продаж.
Каналы:
1. Поиск клиентов на стадии презентации прототипа.
2. Сайт и соц. сети
3. Прямой выход на туристические компании, исследовательские центры.
Структура издержек:
1. Исследование, поиск оптимальной технологии производства.
2. Закупка материала, оборудования
3. Зарплата сотрудникам производства
4. Маркетинг
Потоки поступления дохода:
1. Продажа, аренда и установка системы
2. Техническое обслуживание
Решение поставленных задач:
-
Выбор оптимальной акватории. Для исследований и наблюдений мы выбрали тропические акватории, а конкретно индийский океан. Мы планируем использовать дрон на небольших глубинах. Наш выбор обоснован климатическими условиями и богатой флорой, фауной.
-
Определение видов рыб для указанной акватории и обучение нейросети по распознаванию видов рыб. Для демонстрации проекта мы выбрали наиболее ярких представителей индийского океана: морская черепаха Бисса, китовая акула, белогрудый рыба-хирург, рыба-клоун, рыба пикассо, титановый спинорог, восточный ленточный сладкогуб, рыба фугу, рыба носорог, дельфин. Для обучения нейросети мы загрузили множество фотографий указанных рыб, и с помощью сайта Teachable Machine обучили нейросеть.
-
Разработка VR-сцены. Разработка VR-сцены нам требовалась для того, чтобы продемонстрировать работу дрона под водой. Для её создания нам понадобилась программа Unreal Engine 4. В сцене будет представлен небольшой участок моря и его обитатели.
-
Разработка 3D модели дрона. Модель дрона создавалась при помощи приложения Autodesk Fusion 360. При разработке модели учитывался дизайн уже существующих подводных дронов. Наш дрон оснащен 2 камерами на 360 градусов. Это сделано для достижения максимального обзора. По периметру корпуса расположены источники света. Дрон оснащен 6 винтами (2 для движения в горизонтальной плоскости и 4 для движения в вертикальной плоскости)
Выводы:
-
Актуальность темы проекта обусловлена тем, что он позволит обогатить данные о морских обитателях в тропических акваториях, и может использоваться как обустройство отелей и прибрежных зон.
-
В ходе работы участники проекта могли повысить свои знания в различных областях науки и жизни. Освоили такие навыки как: обучение нейросети(с помощью сервиса Teachable Machine), создание VR-сцены используя программу Unreal Engine 4, создание 3D моделей, используя программу Fusion 360, провели литературный анализ множества сайтов в интернете.
-
В рамках ограниченного времени, наша команда создала нейросеть для распознавания видов рыб (в последствии будет внедрена в сам дрон), 3D модель дрона, его функционал и VR-модель морского дна.