ガーディアン・グリッド

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概要

Guardian Grid (SF) は、主要な災害時にコミュニティが迅速かつ安全に対応できるよう支援するスマートシティ緊急避難ツールです。システムは、市の管理者や緊急担当者が自然災害などで影響を受けた危険地域をマークし、インタラクティブな地図上で安全地域を直接定義できるようにします。高度な経路探索アルゴリズムが使用され、現在の危険を考慮した最も安全な避難ルートを生成し、住民に伝達します。

緊急事態が発生すると、担当者は危険地域と安全地域を更新し、テキストメッセージで住民の携帯電話に即座に警報を送信できます。各人はウェブポータルへのリンクを受け取り、現在位置を使用して危険を考慮した安全へのルートを表示し、Google マップで即時の案内を提供します。状況が変化すると、ルートはリアルタイムで再計算され、新しい警報が送信されて全員が最新情報と安全を保てます。デモはこちらをご覧ください：

現在のデモコードでは、デモおよびテスト目的で SMS を介して単一の電話番号に警報が送信されます。しかし、実際の展開では Guardian Grid SF は Wireless Emergency Alerts (WEA) システム と統合し、影響を受けた都市または地域のすべての人々に避難警報をブロードキャストします。

現在の焦点はサンフランシスコ湾エリアにありますが、私たちのビジョンは Guardian Grid を世界中の他の主要都市へ拡大することです。私たちの目標は、堅牢なシステムを提供し、協調的かつデータ駆動型の避難を実現することで、すべての都市が人々を保護し、渋滞を最小限に抑え、緊急事態が発生した際に迅速に対応できるようにすることです。

チーム Aspen

Guardian Grid は、National Security Hackathon において Team Aspen によって開発されました。私たちのチームは以下で構成されていました：

私たちは Elliott Wolf、Adam Papa、Ray Del Vecchio を含むメンターや主催者からの指導とサポートに感謝しています。

ハッカソンの旅路

2025年4月26日〜27日のハッカソン週末は、予想外ながらも強力なコラボレーションをもたらしました。親友の Dylan Eck と私はそれぞれコロラド州とミズーリ州からサンフランシスコで開催された Cerebral Valley 第2回 National Security Hackathon に参加するために旅立ちました。イベントのキックオフで、Christina Huang と Ioana Munteanu に出会い、Team Aspen が誕生しました。

LinkedIn 投稿

Ioana の LinkedIn 投稿でハッカソン体験をハイライト

ハッカソンは二つの異なる課題を提示しました。メイントラックは従来の表彰賞があるプロジェクトベースの競技で、特別課題は参加者に Code Metal の冷却システムを倫理的にハックすることを求めました。特に Dylan がソフトウェアと機械工学の両方のバックグラウンドを持っていたことから、私たちは 24 時間の期間内に両方の課題に取り組む戦略的決定を下しました。

この野心的なアプローチは二つの重要な成果につながりました：

  1. Guardian Grid (SF) - 緊急避難に焦点を当てたメインハッカソンプロジェクト：

  2. Code Metal Challenge - 冷却システムの最も成功したペネトレーションテストを実施し、5,000 ドルの特別賞を獲得しました。このソリューションは機密情報ですが、ソフトウェアと熱力学システムの両方におけるチームの技術的深さを示しました。

Guardian Grid はメインコンペティションでトップ3に入れませんでしたが、審査員はその潜在的インパクトと革新的アプローチを評価しました。プロジェクトの範囲は野心的で、二つの課題にリソースを分散したため、時間制限内にすべての構想機能を実装できませんでした。それでも審査員のフィードバックは、都市緊急管理に対する我々のソリューションの重要性を裏付けました。

ハッカソンは変革的な経験となりました。技術的成果と賞金を超えて、新たな友情が芽生え、プレッシャー下で多様なスキルセットが結集する力を実感しました。2024 年後半から 2025 年初頭にかけて個人的な課題に直面した中で、この成功は特に意味深く、再び活力を与えてくれました。

ハッカソン中のチーム Aspen
Guardian Grid の作業中 ハッカソンプレゼンテーション

ハッカソンの詳細

Guardian Grid (SF) は、Cerebral Valley と Shield Capital が Stanford DEFCON と提携して主催した第2回 国家安全ハッカソン（2025年4月26日〜27日）で構築されました。このイベントは、技術者やエンジニアを集め、米軍ステークホルダーが策定した国家安全課題に対するソリューションを構築させ、政府、軍、スタートアップのメンターから指導を受けました。

  • 週末にはスタンフォード大学で防衛技術キャリアフェアとチームビルディングが行われ、その後サンフランシスコで 24 時間のハッキングが実施されました。
  • スポンサーおよびサポーターには Shield Capital、In-Q-Tel、NATO Innovation Fund、Vannevar Labs、Scale AI、Groq、Windsurf、Anthropic、Microsoft、Maxar、Dedrone、Distributed Spectrum、Code Metal が含まれます。
  • ハッカソンのカテゴリには スマートシティ、ウォーゲーム、海事パターン分析、AI デプロイメント向けサイバーセキュリティ、無線周波数ナビゲーション、一般国家安全、そして 冷蔵システムハック が含まれました。

ハッカソンのメインセクションでは、1 位に $3,000 と Starlink ユニット、2 位に $2,000、3 位に $1,000 が賞品として提供されました。しかし、冷蔵システム課題のための特別で隠された賞金 $5,000 もありました。

私たちのチームは スマートシティ と 冷蔵システムハック の両方の課題にエントリーしました。Guardian Grid (SF) は私たちのスマートシティエントリーです。冷蔵システム課題で技術的成果に対し $5,000 の特別賞と優秀賞を受賞し、スマートシティソリューションは審査員と仲間から高い評価を受けました。

審査員と仲間は Guardian Grid (SF) を、緊急管理における重要課題へのインパクトのある対応として認識し、その創造性、実用的アプローチ、そして単に LLM 技術を万能解として使用しなかった点を称賛しました。時間制約と二つの課題へのリソース分散のためスマートシティプロジェクトはトップ3に入れませんでしたが、審査員はその可能性と関連性に感銘を受けました。私たちのチームはこの評価を受け、冷蔵システムハック の優勝と共に光栄に思います。

詳細と考察は私たちの LinkedIn 投稿 でご覧いただけます。また、ハッカソンの 写真ギャラリー もチェックしてください。

GPS データソース

サンフランシスコ湾エリアでの経路探索とマッピングのために、正確で包括的な道路データが必要でした。当初は Google Maps API と Mapbox の API の両方でデータ取得を試みましたが、ライセンス制限と機能的制約により、ハッカソンの目標に合致したルーティンググラフの取得・使用ができませんでした。これらの制約のため、オープンな生の地理データセットを使用しました。以下の二つのオープンソースからこの生データを取得しました：

線形フィーチャはサンフランシスコ湾地域の道路を表します。このフィーチャセットは、メトロポリタン・トランスポーテーション・コミッション (MTC/ABAG) によって 2021 年のすべての郡ベースの TIGER/Line シェープファイルを使用して組み立てられました。データセットには、主要道路、二次道路、ローカル・近隣道路、農村道路、都市通り、車両トレイル、ランプ、サービスドライブ、路地、私道、自転車道、乗馬道、歩道、歩行者トレイル、階段が地域全体にわたって含まれています。

  • 機能セットには各郡ごとのユニークな道路セグメントが含まれ、単一の道路区間が複数の指定を持つケース（例：州間高速道路が番号とローカル名の両方で呼ばれる）も含まれます。
  • 主要道路は大規模な分割高速道路であり、二次道路は地域の主要な幹線です。
  • データセットには道路タイプ、管轄などを識別する属性列が含まれ、柔軟なルーティングとデータ分析をサポートします。

ライセンスとデータの詳細については、MTC データセット ソースでさらに読むことができます。

実行方法

  1. このリポジトリをクローンし、ディレクトリに移動します。

  2. .env.local ファイルを設定します。必要な環境変数については env.local.example ファイルを参照してください。マップ UI とジオコーディングのために MapBox API キー が必要であり、SMS アラート（デモのみ）のために TextBelt API キー が必要で、デモ中にテキストメッセージを送信する電話番号も必要です。

  3. .env.local ファイルを作成した後、GuardianGrid のすべてのサービスの設定を開始できます。これらには以下が含まれます：

    • frontend: アプリのフロントエンドインターフェースです。
    • backend: アプリのバックエンドで、マップ経路探索ロジックを含みます。

  4. frontend サービスを設定するには、Yarn がインストールされていることを確認し、以下を実行します：

    yarn install

  5. backend サービスを設定するには、以下を実行します：

    # go into this directory
cd ./src/backend

# set up a python environment
python3 -m venv env

# activate the python environment
source env/bin/activate

# install dependencies
pip3 install -r requirements.txt

# deactivate python environment
deactivate

# return to the project's root directory
cd -

  6. すべて設定したら、最後のステップはアプリを実行することです。Terminal #1 と Terminal #2 と呼ばれる 2 つの別々のターミナルウィンドウまたはタブが必要です。

  7. Terminal #1 で、backend サービスを開始します：

    # go into the backend service directory
cd ./src/backend

# activate the python environment
source env/bin/activate

# run the backend
bash ./run.sh

  8. Terminal #2 で、frontend サービスを開始します：

    yarn dev

  9. すべてが実行中であれば、ブラウザを開き、http://localhost:3000/ にアクセスしてください。

  10. 完了したら、Terminal #1 と Terminal #2 を閉じます。