Инженеры обучают ИИ вести океанские дроны с максимальной энергоэффективностью | STROKA.info

Инженеры обучают ИИ вести океанские дроны с максимальной энергоэффективностью

Ученые из Калифорнийского технологического института (США), Высшей технической школы Цюриха (Швейцария) и Гарварда (США) разрабатывают искусственный интеллект, который позволил бы автономным океанским дронам употреблять течения для помощи в передвижении, а не плыть против них.

Инженеры столкнулись с проблемой при исследовании океанических глубин дронами — аппаратами практически невозможно управлять на глубине более 6 тыс. метров. На таком расстоянии от поверхности воды, свое воздействие оказывают подводные течения, препятствующие пилотированию. Также в память дрона не годится заранее записать данные о поведении течений, так как их не годится точно обнаружить с поверхности. Для решения проблемы ученые поставили перед собой задачу разработать аппараты, которые могли бы самостоятельно принимать решения о движении.

Для конструирования дрона инженеры вдохновлялись природными решениями — некоторые биологические виды используют информацию о течении для навигации под водой. К примеру рыбки данио полагаются на боковые линии на теле для определения скорости течения и обнаружения препятствий, а некоторые виды тюленей имеют возможность охотиться в полной темноте благодаря своим усам, обнаруживая ими свое положение в воде. Готовый опытный образец разработанного дрона заполучил название CARL-Bot (Caltech Autonomous Reinforcement Learning Robot).

CARL-Bot в естественной среде обитания
CARL-Bot в естественной среде обитания

При воплощенья ИИ для дрона ученые выбрали модель машинного обучения с подкреплением. Все дело в том, что обучение с подкреплением формирует опыт на информации, получаемой в реальном времени, другие модели же учатся на статичном датасете. Также использование модели обучения с подкреплением позволяет написать производительный и оптимизированный код. В ходе деятельности инженерам удалось уместить ПО в память микроконтроллера Teensy. Производительность ИИ была протестирована с помощью технологий компьютерного моделирования.

Во время обучения ученые использовали вихревые потоки воды с разнонаправленным движением. В итоге удалось научить искусственный интеллект ориентироваться в таких условиях и употреблять области с низкой скоростью езды течения для того, чтобы двигаться взаимно с потоком. Подобный способ передвижения чем-то напоминает полеты орлов и ястребов в воздушном потоке, когда птицы выбирают максимально выгодное положение для перелетов на длинные расстояния без применения дополнительных усилий.

Также ученые обратили внимание, что технология еще находится на раннем этапе эволюционирования и в настоящий момент перед командой исследователей стоит задача оформить испытания на всех разновидностях океанических течений, которые имеют возможность повстречаться в реальных условиях. Уже полученный результат доказывает потенциальную эффективность моделей обучения с подкреплением в вопросах навигации. Также инженеры рассказали о том, что соорудили в кампусе Калифорнийского университета двухъярусный резервуар с водой для практических опытов и уже начали проводить испытания в нем.

Источник Хабр

Previous post Байден заверил Зеленского в готовности к санкциям против Российской Федерации
Next post Al-Ain: приготовить хумус дома очень просто. Есть три уникальных рецепта