当前位置:首页 > 文章列表 > 科技周边 > 人工智能 > AI无人机超越人类冠军,Nature封面:将AlphaGo的突破应用于现实世界

AI无人机超越人类冠军,Nature封面:将AlphaGo的突破应用于现实世界

来源:51CTO.COM 2023-09-01 09:32:01 0浏览 收藏

科技周边小白一枚,正在不断学习积累知识,现将学习到的知识记录一下,也是将我的所得分享给大家!而今天这篇文章《AI无人机超越人类冠军,Nature封面:将AlphaGo的突破应用于现实世界》带大家来了解一下##content_title##,希望对大家的知识积累有所帮助,从而弥补自己的不足,助力实战开发!

AI再次战胜人类世界冠军,荣登《自然》封面

与上一次AlphaGo下围棋不同,这次是在真实物理环境中的竞技体育项目——“空中F1”无人机竞速,而不是脑力运动

与AlphaGo相似的是,核心技术都是深度强化学习

AI无人机超越人类冠军,Nature封面:将AlphaGo的突破应用于现实世界

苏黎世大学的研究成果,由Davide Scaramuzza等人共同完成。他们认为,这一成果对国际象棋和围棋来说,是继深蓝和AlphaGo之后的又一次重大突破

这意味着自主移动机器人第一次在由人类设计并为人类设计的物理环境体育运动中战胜了人类冠军

AI无人机超越人类冠军,Nature封面:将AlphaGo的突破应用于现实世界

微软高级研究工程师Shital Shah表示,这个挑战比AlphaGo更具挑战性,也更难以获得认可,但它仍然是一个具有历史意义的里程碑

AI无人机超越人类冠军,Nature封面:将AlphaGo的突破应用于现实世界

深度强化学习,又一次胜利

首先,让我们来介绍一下这个运动项目:FPV(第一人称视角)无人机竞速

人类选手将通过从机载摄像头传输的视频,以无人机的视角观察环境,并穿越障碍物

AI无人机超越人类冠军,Nature封面:将AlphaGo的突破应用于现实世界

赛道由七个方形大门组成,参赛者必须按照顺序通过每一圈。为了赢得比赛,参赛者必须连续领先对手并完成三圈

两台无人机同时出发,进行正面对决,最高速度可达每小时100公里,同时承受数倍于重力的加速度

AI无人机超越人类冠军,Nature封面:将AlphaGo的突破应用于现实世界

参加这次与AI同台的比赛的选手包括2019年无人机竞速联盟世界冠军Alex Vanover、MultiGP国际公开赛世界杯冠军Thomas Bitmatta和三届瑞士全国冠军Marvin Schaepper

AI无人机超越人类冠军,Nature封面:将AlphaGo的突破应用于现实世界

对于人工智能来说,要达到专业人类选手的水平非常具有挑战性。这是因为无人机需要在物理极限下飞行,并且仅通过机载传感器来估计速度和位置

为了应对这些挑战,苏黎世大学开发了Swift,这个项目由两个关键模块构成:

  • 感知系统,将高维视觉信息和惯性信息转换为低维表示。
  • 控制策略,感知系统产生的低维表示并产生控制命令。

其中,感知系统的主要组成部分是一个VIO(Visual-Inertial Odometry)模块,该模块利用视觉和惯性传感器来实现自身定位和环境建模

AI无人机超越人类冠军,Nature封面:将AlphaGo的突破应用于现实世界

VIO估计与神经网络相结合,用于检测障碍门的四个角点。 将VIO估计与神经网络结合,可以用来检测障碍门的四个角点

AI无人机超越人类冠军,Nature封面:将AlphaGo的突破应用于现实世界

控制策略采用无模型的On-policy深度强化学习,通过模拟训练使用前馈神经网络。奖励目标结合了向下一个门的中心前进以及保持下一个门在摄像机视野内

AI无人机超越人类冠军,Nature封面:将AlphaGo的突破应用于现实世界

为了弥合模拟和物理世界之间在感知和动力学方面的差距,我们采用了从物理系统中收集的数据,来驱动一个MLP残差模型

AI无人机超越人类冠军,Nature封面:将AlphaGo的突破应用于现实世界

在比赛开始前,人类选手有一周的练习时间在指定赛道上进行训练。这个赛道包含了一些高难度的机动动作,比如“Split-S”

比赛的具体规则如下:比赛将由声学信号(发令枪)开始,即使发生碰撞,比赛仍可继续进行。如果两架无人机都坠落,那么飞得更远的一方将获胜

AI无人机超越人类冠军,Nature封面:将AlphaGo的突破应用于现实世界

在与三位人类选手的比赛中,Swift最终取得了9局5胜、7局4胜和9局6胜的成绩

在Swift输掉的比赛中,有40%是因为与对手发生碰撞,40%是因为与门发生碰撞,20%是因为速度比人类慢。 需要被改写的内容是:在Swift输掉的比赛中,有40%是因为与对手发生碰撞,40%是因为与门发生碰撞,20%是因为速度比人类慢。 改写后的内容是:在Swift失败的比赛中,有40%是因为与对手发生碰撞,40%是因为与门发生碰撞,20%是因为速度比人类慢

在比赛中,Swift继续创造最快记录,人类选手的最佳时间落后半秒

AI无人机超越人类冠军,Nature封面:将AlphaGo的突破应用于现实世界

在累计300圈的数据中,Swift的平均时间更短,方差更低,这表明AI在每一圈都稳定地追求更快的圈速

当人类处于领先地位时,他们会选择保持较慢的速度,以降低碰撞的风险,并展现更大的差异性

当前的Swift系统存在一个问题,就是无法准确了解对手的情况。当我们处于领先时,系统表现得不够稳定;而当我们落后时,系统又不够灵活应对

AI与人类选手,哪里不同?

在研究报告中,团队还进一步探讨了人工智能与人类选手之间的更多比较

首先,Swift利用了机载惯性传感器,这类似于人类的前庭系统

然而,人类在这个项目中无法使用前庭系统,因为他们无法随无人机一起移动,无法感受到加速度

此外,Swift的传感器延迟仅为40毫秒,而专业人类选手的平均反应时间为220毫秒

然而,Swift的摄像头刷新率受限,只有30Hz,而人类使用的摄像头则是120Hz

最终,人类的韧性得到了提升

举个例子,即使在全速坠机的情况下,只要设备没有损坏,比赛就可以继续进行。然而,Swift并没有接受过碰撞后恢复的训练

如果改变比赛现场的光照环境,Swift的感知系统就会无法正常工作

该研究可能会激发在其他物理系统(例如自动驾驶汽车、飞机和机器人)中广泛应用基于混合学习的解决方案

请点击以下链接查看论文:https://www.nature.com/articles/s41586-023-06419-4

参考链接:[1]https://x.com/davsca1/status/1696938013421429111

以上就是本文的全部内容了,是否有顺利帮助你解决问题?若是能给你带来学习上的帮助,请大家多多支持golang学习网!更多关于科技周边的相关知识,也可关注golang学习网公众号。

版本声明
本文转载于:51CTO.COM 如有侵犯,请联系study_golang@163.com删除
探索如何测量 Apple Watch 在手腕上的数据探索如何测量 Apple Watch 在手腕上的数据
上一篇
探索如何测量 Apple Watch 在手腕上的数据
寻找元宇宙发展的关键点:运营商如何准确把握?
下一篇
寻找元宇宙发展的关键点:运营商如何准确把握?
查看更多
最新文章
查看更多
课程推荐
  • 前端进阶之JavaScript设计模式
    前端进阶之JavaScript设计模式
    设计模式是开发人员在软件开发过程中面临一般问题时的解决方案,代表了最佳的实践。本课程的主打内容包括JS常见设计模式以及具体应用场景,打造一站式知识长龙服务,适合有JS基础的同学学习。
    543次学习
  • GO语言核心编程课程
    GO语言核心编程课程
    本课程采用真实案例,全面具体可落地,从理论到实践,一步一步将GO核心编程技术、编程思想、底层实现融会贯通,使学习者贴近时代脉搏,做IT互联网时代的弄潮儿。
    516次学习
  • 简单聊聊mysql8与网络通信
    简单聊聊mysql8与网络通信
    如有问题加微信:Le-studyg;在课程中,我们将首先介绍MySQL8的新特性,包括性能优化、安全增强、新数据类型等,帮助学生快速熟悉MySQL8的最新功能。接着,我们将深入解析MySQL的网络通信机制,包括协议、连接管理、数据传输等,让
    500次学习
  • JavaScript正则表达式基础与实战
    JavaScript正则表达式基础与实战
    在任何一门编程语言中,正则表达式,都是一项重要的知识,它提供了高效的字符串匹配与捕获机制,可以极大的简化程序设计。
    487次学习
  • 从零制作响应式网站—Grid布局
    从零制作响应式网站—Grid布局
    本系列教程将展示从零制作一个假想的网络科技公司官网,分为导航,轮播,关于我们,成功案例,服务流程,团队介绍,数据部分,公司动态,底部信息等内容区块。网站整体采用CSSGrid布局,支持响应式,有流畅过渡和展现动画。
    485次学习
查看更多
AI推荐
  • ChatExcel酷表:告别Excel难题,北大团队AI助手助您轻松处理数据
    ChatExcel酷表
    ChatExcel酷表是由北京大学团队打造的Excel聊天机器人,用自然语言操控表格,简化数据处理,告别繁琐操作,提升工作效率!适用于学生、上班族及政府人员。
    3179次使用
  • Any绘本:开源免费AI绘本创作工具深度解析
    Any绘本
    探索Any绘本(anypicturebook.com/zh),一款开源免费的AI绘本创作工具,基于Google Gemini与Flux AI模型,让您轻松创作个性化绘本。适用于家庭、教育、创作等多种场景,零门槛,高自由度,技术透明,本地可控。
    3390次使用
  • 可赞AI:AI驱动办公可视化智能工具,一键高效生成文档图表脑图
    可赞AI
    可赞AI,AI驱动的办公可视化智能工具,助您轻松实现文本与可视化元素高效转化。无论是智能文档生成、多格式文本解析,还是一键生成专业图表、脑图、知识卡片,可赞AI都能让信息处理更清晰高效。覆盖数据汇报、会议纪要、内容营销等全场景,大幅提升办公效率,降低专业门槛,是您提升工作效率的得力助手。
    3418次使用
  • 星月写作:AI网文创作神器,助力爆款小说速成
    星月写作
    星月写作是国内首款聚焦中文网络小说创作的AI辅助工具,解决网文作者从构思到变现的全流程痛点。AI扫榜、专属模板、全链路适配,助力新人快速上手,资深作者效率倍增。
    4525次使用
  • MagicLight.ai:叙事驱动AI动画视频创作平台 | 高效生成专业级故事动画
    MagicLight
    MagicLight.ai是全球首款叙事驱动型AI动画视频创作平台,专注于解决从故事想法到完整动画的全流程痛点。它通过自研AI模型,保障角色、风格、场景高度一致性,让零动画经验者也能高效产出专业级叙事内容。广泛适用于独立创作者、动画工作室、教育机构及企业营销,助您轻松实现创意落地与商业化。
    3798次使用
微信登录更方便
  • 密码登录
  • 注册账号
登录即同意 用户协议隐私政策
返回登录
  • 重置密码