ドローン特別講座日誌
「プログラミング&AI検出」成果発表
こんにちは。ドローン科学探究部です。
1月13日に、ドローン特別講座の成果発表を行いました。
慶應義塾大学の先生方に来校いただき、今年度ドローン部で学んだ技術を披露しました。
まず、ドローンの「プログラミング」飛行です。生徒は班ごとにプログラミングをして、指定されたコースを飛行させます。
経路の間隔を見ながら、Pythonのサンプルコードを何度も調整します。機体ごとの特性もあり苦労しましたが、目標となる椅子に見事着陸できると、拍手があがりました。
次に、校庭に出て「車のAI検出」の披露です。
ドローンで撮影した画像をAIが判別し、「船引高校教員の車両」を検出します。先生方の車のデータは事前に生徒が集め、作成したものです。
ドローンを飛ばし、「船引高校の教員の車両」のみが検出される様子が確認できました。
今回作成したAI検出モデルについて、大学の先生からもお褒めの言葉をいただき、生徒たちの自信にもなったと思います。
(代表生徒がドローンを飛ばす→モニターで確認)
(船高の車両のAI検出の様子)
活動のなかで「不審者をAIで検知→ドローンで追いかけるようにプログラミングすれば、防犯対策に使えそう!」という話もあがり、探究意欲の向上が感じられました。
3年生は、今回の特別講座が最終回。
昨年度の「3D模型の作成」や「プログラミング」・「AI検出」など、ドローンをどのように活用するか?を考えた3年間でした。進路先でも、様々なことに挑戦する姿勢を忘れずに頑張ってほしいと思います。
ドローン特別講座では、慶應義塾大学の先生方、田村市職員をはじめ、たくさんの方々にご指導・ご協力をいただき、感謝しています。本当にありがとうございました!
<生徒の声>
・Pythonでドローンを動かす事はできたが、自分の班は椅子の上に乗らなかったのが残念だが、他の班が成功したので良かった。ドローンでの物体検出もうまく作動していたので、夏からの成果が発表できて良かったです。
・プログラミングは初歩的な部分を教えてもらいましたが、自分でもさらにプログラミングの知識を深めたいと思う。
・物体検出はテレビでは見かけたことがあったが、自分でもシステムを作れるのだと感じた。これからの時代で絶対必要になるので、しっかりと自分の知識にして、人生に生かしていくべきだと思った。
船高車を検出!防犯への活用
現在ドローン科学探究部では、ドローン特別講座で「AIによる物体検出」を学習しています。慶應義塾大学の先生にご指導いただき、ドローンの映像からAIに学習させた対象物を識別する独自学習モデルの作成に挑戦しました。
テーマは「船高関係車を検出する防犯ドローン」。対象物を“船高の先生の車”に設定し、駐車場内のドローン映像から学校関係者の車かどうかを判別します。
AIに学習させる「車の写真」が必要なため、先生方の車を360°様々な角度で撮影、約1300枚の写真データが集まりました。
大量の写真をリサイズ→一枚一枚アノテーション(物体を判別するために、物体を四角に囲む作業)をコツコツと行う…。これらを学習させ、オリジナルの検出モデルが完成!
12月2日の特別講座では、駐車場でドローンを飛ばしてみて、どのように検出ができるのか実験しました。(写真はリアルタイム検出の映像を切り取ったもの)
船高車両(学習済みの車)がピンク色で「F.H.S.>Entry Authorized Car」(船高入場許可車)と出ます。撮り方によって、一瞬検出が外れることもありますが、船高車以外と比較すると検出に違いがあり、確かに船高車を判別しています。
冬休み中、ドローンを飛ばしながら、色々な物体検出のチェックをしました。やってみると、「もう少し上からの学習データが必要かもしれない」「全く同じ車種の判別は難しい」等、物体検出の仕組みにさらに興味が湧きました。
この仕組みと、ドローン動作のプログラミングをかけ合わせて、駐車場の防犯対策に活用できそうです。
(校門付近)
(PCでドローンの映像を確認中)
(プログラミングでドローンを操縦)
次回は、今年度の最後の講座です。これまでの学習(プログラミング&AI検出)をまとめましょう。
空からAI物体検出!
こんにちは。ドローン科学探究部です。
11月11日(土)ドローン特別講座を実施しました。
前回から引き続き、慶應義塾大学の平田先生に講義をいただきました。
今回は皆でグラウンドに出て、代表者がドローンを飛ばします。
ドローン映像から、AIでリアルタイムに物体検出される様子を確認しました。
人なら「person」、車なら「car」…というように、検出精度%とともに表示されます。(時々、人なのにdogになったり、誤検出も興味深い・・・)
生徒は、物体検出の映像をGoogle Meetで画面共有し、それぞれのタブレット上で確認。グラウンドに出て自ら検出対象として動き回る等、自分たちが検出される様子も面白かったです。
ドローン部では、ドローン映像から AI で物体検出をするための独自学習モデルを作成中です。船高の先生の車の写真データをAIに学習させ、ドローン映像から学校関係者の車を検出できるかを確かめます!
現在、車の撮影&アノテーション作業を行い、約1300枚のデータができました。今回平田先生に見ていただいて、AIに学習させる段階に入ります。今後が楽しみです。
<生徒の声>
・人が体勢を少しでも変えることで、違う物と認識されたりして面白かった。
・実際に画面共有した映像を見たことで、AIの精度や遅延を実感できた。また、ドローンとPCを接続する仕組みも学ぶことができた。
・次は、先生たちの車をドローンで検出することができるのか試すのが楽しみです。
AI×ドローン
こんにちは。ドローン科学探究部です。
9/18(月)のドローン特別講座についてご報告いたします。
慶應義塾大学より平田知義研究員に来校いただき、「AI×ドローン」をテーマに講義・実演を行いました。
「AI× ドローン」とは、一般的なドローンの映像をコンピュータに取り込んで AI 画像処理を行うことです。AI とドローンを組み合わせて様々な課題を解決する活用方法になります。
講義では、AI(人工知能)の仕組みや、AI 物体検出アルゴリズム YOLO、その実用例について説明をいただきました。写真データを数百枚取り込み、AIに学習させることで、撮影した映像から対象の物体を検出することができます。
体育館では実際にドローン(Tello)を飛ばし、人やネクタイ、携帯電話、タブレットPCなど…物体がリアルタイムで検出されるのを確認できました。
検出した物体の精度はパーセンテージで表されるので、首に巻いたタオルがネクタイとして検出されたり、ピアノが机として検出されることもあり、物体検出の仕組みに生徒たちは興味深々でした。
これからドローン部で、平田先生から提示された「オリジナル AI 物体検出モデル × ドローン実装」に向けて取り組みます。ドローンで撮影し、どんな物体を検出したいかを考え、AI物体検出モデルを作成する予定です。
検出したい物体について、皆でアイディアを出し合いテーマを決めていきましょう。
<生徒の感想>
・AIによる分別は実は意外と身の回りのものに使われていて、学習させるほど精度が上がることが分かった。
・プログラムを組めば数多く識別することが出来ると思う。ドローン技術をもっと幅広く、パトロールや警備、未開拓地の探索などもできるのではないかと思った。
・Alによる物の識別がとても面白い。ネクタイをつけていなくても判断したこともあったので、もっと画像を読み込ませればよいのかなと思った。
プログラミングでドローンを操作しよう!
こんにちは。ドローン科学探究部です。
7/29(土)のドローン特別講座についてご報告します。
前回の講座に引き続き「ドローン×プログラミング」の準備・実践です。
慶應義塾大学 SFC研究所 片寄里菜先生から、Pythonの開発環境構築の仕方、簡単なコードの説明をいただきました。
PC操作に苦戦する生徒もいましたが、先生方が丁寧に教えていただき、簡単な計算や文字列の表示等を体験できました。実際に自分のタブレットでプログラムを実行してみて、プログラミングのイメージが掴めたと思います。
Tello(小型ドローン)を動かすサンプルコードを確認した後、体育館でチームに分かれ、ミッションに取り組みました。チームで相談しながら、決められた地点までプログラミングでドローンを操作します。
接続の不具合もあり、試行錯誤しましたが、どの班もおおよそ計画通りの離着陸ができました。
参加した生徒の声を紹介します。
「x,yなどの座標を活用すると斜めに飛行ができ、最短距離で飛行ができることがわかった。」
「人間ではどうしてもできない同じ動作の繰り返しや複雑な動作の際に、こういったプログラミングを活用していくのも一つの方法ではないかと思った。」
「不具合で飛ばないことが多々あったが、その原因を考えるのも勉強になってよかった。」
基本的なTelloの動作プログラムを実践してみましたが、OpenCVを活用した物体検出についても興味があります。
まだまだ奥が深いので、今回のサンプルコードを活用して、学校の部活でも勉強していきたいと思います!
「プログラミング×AI×ドローン」で物体検出!
こんにちは。ドローン科学探究部です。
1年生5名を新たに迎え、総勢23名で活動しています。
今年も船引高校でドローン特別講座が始まりました。
今年のテーマは「プログラミング×AI×ドローン」です!
プログラミングによるドローンの操作、AIでの画像認識を学びます。
6月16日(金)に慶應義塾大学から、古谷知之教授、片寄里菜研究員、平田知義研究員に来校いただき、「プログラミング×AI×ドローン」を活用し、田村市に役立つ技術を学んでほしいとご挨拶いただきました。
はじめに、プログラミングの説明を聞きました。
プログラミングはPython(パイソン)を学びます。
プログラミングは初めての生徒が多く、ドキドキ・・・。動かすためのコードも見せてもらいました。
AIでの画像認識の仕組みをお話いただきました。
AIに人物やモノを学習させ、カメラの映像から物体を検出することができます。
写真のピンク色は「person(人)」、オレンジ色は「chair(椅子)」黄緑は「tie(ネクタイ)」というように、AIが判別した結果がリアルタイムで分かります。生徒のネクタイもしっかり検出されているのは驚きです。
班ごとにサンプルプログラムを使って、Telloを操作してみました。
上昇、下降、左右移動の数値を変えて、実験です。
生徒からは、
「プログラミングや物体検出アプリなど、今まで学んできたこととはまた違った視点で、ドローンの活用方法を学ぶことができた。今後の講座にもしっかり参加して、新たな知識を増やしていきたい。」
「プログラミングと聞いて最初は難しそうだと思っていたが、実際にTelloで教えていただいた時にイメージがつかめて、楽しかった。」
等の感想があり、初めてのことに難しさを感じつつも興味深々に参加していました。
これから1年を通して、
プログラミング、AI物体検出について詳しく学習していくことになります。
少しずつ自分たちのできることを増やしていきましょう。
鳥獣被害を知り地域を考える
こんにちは。ドローン科学探究部です。
1月のドローン特別講座についてご報告します。
今回のテーマは鳥獣被害対策でした。
まず、NPO 法人くらスタ理事長 佐原様より、
地域の目線から「猪」についてお話しいただきました。
猪の生態、狩猟のハードルの高さ、猪肉の利用価値などから、
「売れない(食えない)、追えない(担い手不足)、止まらない(繁殖力)」
という現状があり、個体数がどんどん増えているそうです。
このままでは農地が荒らされ収穫が出来なくなってしまう…大きな課題です。
この猪に対して、現在どんな手段があるのでしょうか。
AI 解析・検出を用いた生体調査、ICTを駆使した熊本県のハンターの紹介がありました。
写真は鹿のリアルタイム映像です。
温度が残るので、動物がいた形跡も掴むことができますね。
猪の捕獲状況・出現場所から罠の位置を考えるシステムなど、
これまで人の経験ありきだった所も、最新技術で補えるようになってきているようです。
最後に、皆で鳥獣被害対策にドローンを使ってできることを考えました。
今年度最後の講座でしたが、はじめの頃より臆さずにアイディアを出せるようになったと思います。慶應義塾大学の先生をはじめ、多くの先生方から講義をいただき、大変感謝しております。
1年を通して、ドローンの様々な可能性や課題解決の思考を学びました。
これからも「どうやったらできるか」考え、皆で知恵を絞って、色々なことに挑戦していきましょう。
田村市役所3Dモデルの寄贈
こんにちは。ドローン科学探究部です。
1月6日(金)に田村市役所へ3Dモデルを寄贈しました。
ドローンの自動航行で撮影した写真(200枚くらい)を元に3Dデータを作成、3Dプリンターで出力をしたものになります。
文化祭で展示したものより、丁寧に着色して頑張りました。
着色前
着色後
慶應義塾大学の先生方と一緒に、田村市長へ成果報告をしました。ドローンの様々な利活用や課題解決の方策を考えること等、生徒たちにとって新たな学びや発見が得られたと思います。
(3Dプリンターを使って試行錯誤したことを熱弁している人もいました。)
今回のモデルが建物のデジタルアーカイブにもなり、3年生にとっては最後の成果として形に残すことができました。
田村市役所、慶應義塾大学の先生方にはこのような機会をいただき感謝しております。ありがとうございました!
行方不明者をドローンで探す
こんにちは。ドローン科学探究部です。
12/10(土)のドローン特別講座の様子をご報告します。
前半は物流ドローンについての講義をいただきました。
これまで人や走っている車がいる上空は飛べませんでしたが、
12月航空法の規制緩和により、一定の条件のもとで飛ばせるようになりました。空の道を活用したドローン配送で今後の暮らしも便利になりそうです。
買い物が困難な離島や山岳地帯での配送の様子を見せてもらいました。
登山で7時間かかっているところ、15分に短縮できるのは驚きです。
ドローン物流を仕事にして儲けたい!という声もありましたが、
現在の性能や人の配置を考えると、コストがかかり、やればやるほど赤字に…。
物流だけなく、災害時に使用する防災ドローンも同じ空の道の使い方として、共有して進めることが大切ですね。
後半は、サーマルカメラを搭載したドローンについてです。
圃場の温度管理等、農業にも活用されています。
体育館を真っ暗にして体験してみました。
床に手を置いてから離しても、床には手の温度が残っていました。
短時間であれば、人のいた痕跡も温度で分かることは驚きです。
人の影もカメラに映る等、色々な発見がありました。
最後は、行方不明者の捜索方法を皆でブレインストーミング。
暗闇での体験をしたことで、どうやったら人を探せるのか課題意識を持って考えることができました。
ドローンで新しい農業の形
こんにちは。ドローン科学探究部です。
10/15(土)のドローン特別講座について報告です。
今回は「ドローンで農業が変わる?カッコ良い農業の形を目指す!」
ドローンと農業への活用について講義をいただきました。
マルチスペクトルカメラ(赤外線、近赤外線、紫外線など)を搭載したドローンで撮影し、圃場の状態把握が可能です。写真のように、色で植物の生育状況を観察できます。
実際にドローンを飛ばして、校庭の芝生の光合成の活性化も観察できました。(見た目は同じ芝生でも違いがあるらしい…)
最後に皆で、ドローンを使った農業の効率化や儲かる農業の方法を考えました。自宅で農業をやっている生徒も多く、とても活発なブレストになりました。
「美味しさを可視化する」「ブランド作物の飼育状況を再現する」など、
現場での作業負担の軽減だけでなく、農作物の安定した品質を守ることにもつながりますね。
また、午前中には自動航行で市役所の撮影も実施しました。
撮影したデータを元に、3Dモデルを作成する予定です。
ぜひ、文化祭でご覧になってください。
固定翼ドローンでできること
こんにちは。ドローン科学探究部です。
9/24(土)のドローン特別講座では「固定翼ドローン」について学びました。
普段私たちが使っているのはマルチコプター型で、回転翼が複数ついているものですが、「固定翼」は主翼が機体に固定されており、航空機の形をしています。
長距離飛行が可能で、災害時の広範囲探索・データ収集などにも活用されています。
田村市役所の生活安全課職員の方から、高齢者の行方不明問題についてのお話をいただきました。
行方不明が夜間に判明すること、いなくなってから時間が経つと捜索範囲が広くなるなど課題があり、捜索には困難がつきまとうそうです。課題を踏まえ、ドローンでどうやって行方不明者を探すかブレストしました。(サーモカメラや顔認証カメラ、水中ドローン等・・・)
市役所や消防で、災害時に備えたドローンの利活用についてもお話いただき、ドローンを使える人材が色々な場所で求められていると感じました。
また、災害時の固定翼ドローンの運用について、南相馬を舞台にした「空飛ぶイルカ」のムービーを見ました。
浸水地域の把握など、すぐに広範囲のデータが得られるのはまさに固定翼ドローンの利点ですね。
最後に、固定翼ドローンのフライトシュミレーターを体験しました。
操縦にかなり苦戦していました。シュミレーターをお借りしたので、練習して感覚を掴みましょう。
3Dプリンターで船引高校を作る
こんにちは。ドローン科学探究部です。
夏休み中の8/22(月)~23(火)にドローン特別講座について、ご報告します。
今回は夏期講習「3Dプリンターを使いこなそう!」ということで、
ドローンで撮った写真から3Dモデリングし、船引高校の模型を作ることが目標です。
慶應義塾大学から3Dプリンターを4台持ってきてくださり、みんな興味津々!
組み立ても見せていただき、「欲しい」の声多数…。
まずは、ドローンの自動航行を使って3Dデータを取得するコツを学びます。
事前に飛行ルートを作成し、複数枚の写真を自動航行で連続的に撮影します。
精度の高いモデルを作るには、写真の枚数や学校の側面のデータも必要なんですね。
撮った写真をつなぎ合わせて3Dデータに起こす作業。
ここが一つのハードルで難しそうですが、ソフトウェアの使い方も丁寧に教えてくださいました。
3Dプリンターの実習も行いました。
自分が書いたイラストやネームを出力したり、既存の3Dデータでキャラクターが出力できたり、
アイディアを具現化できることの楽しさを実感しました。
プリンターに出力中は、ドローンの実技講習を行いました。
指さし確認等、安全に操縦する責任があります。部活でもしっかり練習しましょう。
船引高校の3Dモデルは、1日目にデータを3Dプリンタで出力開始。
一晩かけてまわし続け…完成したものがこちら。校舎や体育館もしっかりしていて感動。
今後みんなで色塗りしていきます。
慶應義塾大学の先生方には2日間にわたって、大変お世話になりました。
今後の活動につながる多くの経験を積むことができました。
新しいこともどんどん取り入れ、できることを少しずつ増やしていきましょう。
令和4年度ドローン特別講座スタート
ドローン科学探究部です。
今年もドローン特別講座がスタートしましたので、活動の様子を紹介します。
慶應義塾大学SFC研究所ドローン社会共創コンソーシアム 所員の下田亮先生をはじめとして、多数の先生方に講義をいただいています。(昨年度は、片曽根山の熊の探究、小型ドローン製作等を行いました。)
①5月14日(土)
1年生9名が加わり、今年1回目の授業です。
・国内のドローン事業と慶應義塾大学の取り組みについての講義とブレスト
・inspire 1 を2パイロット仕様にして操縦体験を行いました。
②6月4日(土)
・空飛ぶ車って?未来のモビリティについての講義です。(モビリティ:移動性、動きやすさ、交通手段)
自動車メーカーで勤務される奥津さんから、モビリティの「うれしさ」の提供についてお話がありました。私たちの活動においても、学校や地域へ「うれしさ」が提供できるように考えて取り組みたいと思います。
・ドローンでやってみたいことを考えるブレストです。ドローンをどう使うか、色々なアイディアが出ました。
・空撮とものづくりの紹介です。テレビロケなどで使用する機材や学校でも使っているファントムに取り付ける物件投下装置を見せてもらいました。
今後、2・3年生は「空撮班」「ものづくり班」、1年生は操縦技術修得のための練習を行う予定です。ドローンについてもっともっと深めていきましょう。
令和3年度ドローン特別講座スタート
ドローン科学探究部です。
新入生も入り、総勢27名で今年度の活動をスタートしております。
5/15(土)と6/5(土)に慶應義塾大学 南 政樹先生より、リモートでドローン特別講座が開講されました。1回目はドローンの仕組みや現在のドローン活用について、2回目は練習方法や空撮技法について講義をいただきました。
部員たちは、花火を間近で空撮した映像やドローンで物資を正確に積み上げていく技術など、興味津々に講義を受けていました。
DJI CAMPの実技試験の様子を見せていただいたので、それを参考に部での練習メニューを作り実践する予定です。
また、最近は練習の合間にドローンの修理を行う部員もいます。部品が細かく、はんだ付けに苦戦していますが、
数台のトイドローンが復活しました。今後もドローンを大切にしながら練習していきます。
令和2年度ドローン特別講座が始まりました
みなさんこんにちは。
今年度で5期目となる特別講座が始まりました。
今回の講座では、ドローンの仕組みや操縦の基礎、
様々な分野での活用事例についてリモートで解説して頂きました。
コロナウイルスが落ち着くまではリモートでの講座が
主になると思いますが、講座の内容について理解し、
技術の向上を目指していきたいと思います。
ドローン特別講座
慶應義塾大学の南先生の指導のもと、ドローン特別講座が開催されました。
今回は、米国の標準化機関であるNational Institute of Standards and Technology(NIST)が提唱するドローン操縦者技能評価方法のSTM(Standard Test Methods)for SUASの1つ【Spiral】操作方法について教えて頂きました。ドローンを飛行させ、各バケツの中の文字を、順番通りに撮影するという方法でした。さらに、規定の時間があるため、丁寧な操縦技術だけでなく、速さも必要でした。生徒たちは、操縦に悪戦苦闘しながらもタイムを競い合い、楽しく行っていました。
南先生が練習できるようにと、機材を置いていってくれたので、来週も飛行技術を磨いていきます。
1月11日(土) 「常葉城」撮影
3年生が引退して、新体制になったドローン科学探究部、初めての野外撮影です。
福島県田村市にある「常葉城」をドローンで撮影しました。
常葉城は、旧常葉町の中心部の東にある多志田山の舘公園内にあります。
特別講座で教えて頂いた技術を駆使し、撮影に臨みました。
少し風が強かったので、周りの木などに十分に気を付けながら撮影を行いました。
普段と違った場所や環境での撮影は緊張しますが、少しずつ慣れていくことが今の課題です。
また、どのように撮影したら、被写体の魅力を引きだすことができるかなども考えていきます。
※ 許可を得て撮影させて頂きました
ドローン特別講座が行われました。
慶應義塾大学の南先生の指導のもと、ドローン特別講座が開催されました。
11月16日(土)船引高等学校で実施されました。
体育館では、トイドローンを用いて円を描いたり、円を描きながら上下させ、螺旋になるように操作する練習を行いました。
その後、校庭でファントムを使用し、空撮の練習を行いました。
生徒たちは、熱心に楽しく練習に励みました。
12月までに、今回教えていただいた技術を取得できるように努力をしていきたいと思います。
最近の活動としては、片曽根山へ紅葉の空撮練習に行きました。
ふくしま環境教育フォーラム2019
8月10日(土)コミュタン福島で開催された「ふくしま環境教育フォーラム2019」に参加し、
「砂防堰堤ダムについて」の発表をしました。
生徒は、発表を聞きに来てくださった先生方との質疑応答を通して新たな視点に気づき、
別の角度からも研究を進める必要性を感じたようでした。
他校の発表を聞いたり、地球温暖化についてのワークショップを行いました。
福島県の現状や今後一人ひとりが行える活動について学び、意見を出し合いました。
今後もさらに研究を進めていきたいと思います。
第1回特別講座が行われました。
皆さんこんにちは。運動部ではいくつかの部で県大会に出場するなど、学校全体が良い雰囲気の中活動しています。
その中で、ドローン部は慶應義塾大学の南先生を講師に迎え、ドローン特別講座を行いました。今後も何度か来校して操作方法や課題研究の助言をいただくことになっています。
最初にドローンの基本的な構造や仕組みを説明していただき、班ごとに分かれて基本的な操作の練習方法を教えていただきました。今年度から参加している生徒たちも、とてもうまくできていると褒めていただきました。
その後、校庭で空撮するための機体であるファントム4を飛行させました。田村市の機体もお借りして4台で練習しました。
最後に、7月までに「8の字で飛行できる」ことと「10時間以上飛行する」ことが宿題としてありました。これから練習を重ね様々な飛行ができるよう努力をしていきたいと思います。
〒963-4398
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(□には@が入ります)
アクセスしてください。
〇 令和8年4月に船引高等学校と
小野高等学校は統合する予定です。
〇 定員 総合学科 160名
(4学級)
〇 場所 船引高等学校校舎
〇 校舎方式
〇 令和6年度に船引高等学校、
小野高等学校に入学する生徒は、
統合高校として卒業することになります。
※ 詳しくは、福島県教育委員会の
HPへ https://www.pref.fukushima.lg.jp/site/edu/kaikakukondankouki.html
● グリーンパーク都路
下記URLをクリックして動画をご覧ください。
https://www.youtube.com/watch?v=PLyzS0FL3g4&t=3s