Независимое аналитическое интернет-издание "Искра" это право на информацию.

Руководить - это значит не мешать хорошим людям работать. © Сергей Капица

На главную страницу

Парольный вход для авторов.

автор: c до

АВТОМОБИЛЬ С МОЩНОСТЬЮ... ИНТЕЛЛЕКТА В 40 ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ ЯДЕР?!
Автор: Станислав Власенко      Дата: 27.11.2007 03:22


     …11 суперсовременных автомобилей мчатся по улицам небольшого калифорнийского городка – каждый из них обязан быстрее всех и при том корректно завершить «миссию», посетив в определенном порядке указанные на цифровой карте города точки. При этом каждый автомобиль должен соблюдать все правила дорожного движения и оценивать поведение других перемещающихся по городу объектов, руководствуясь лишь собственным алгоритмом принятия решений – ибо он сам управляет собой. Окажись свидетелем происходящего какой-либо непосвященный случайный прохожий, его удивлению не было бы предела. Ни водителя внутри, ни системы дистанционного управления, установленной снаружи, - нет ничего, что связывало бы автомобиль со специалистами, наблюдающими за феерической гонкой интеллектуальных машин-роботов. Только бесстрастные сенсоры лазерных датчиков мерно вращаются и пересылают гигабайты информации для мгновенного анализа на серверы с самыми быстродействующими процессорами в мире, которые «отдают» приказы системе управления автомобилем. И только строгое жюри внимательно следит за тем, чтобы ни одно положение из свода дорожных правил штата Калифорния не было нарушено – иначе автомобиль-робот наказывается штрафными очками...
     Именно так проходили очередные ежегодные гонки «самобеглых» автомашин, организованные Управлением перспективного планирования оборонных научно-исследовательских работ США (Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA), уже несколько лет активно изучающим возможность перемещения автомашин без водителей и спонсирующим гонки автомобилей-роботов, которые проводятся в максимально сложных условиях. В прошлый раз в качестве испытательного полигона была выбрана безжизненная пустыня Мохаве (штат Невада) - пять абсолютно автономных автомобилей, управляемых только компьютерами и сенсорами, добрались до финиша, при этом первые три места в испытании самых совершенных из созданных человеческим гением технологий заняли внедорожники-роботы, которых через труднопроходимую местность к победе вели компьютеры на базе процессоров Intel® Pentium® M и Intel® Itanium® 2. В этот раз организаторы решили еще больше усложнить обстановку и развернуть полигон в... городе!
     Разумеется, никто не хотел подвергать рискованным испытаниям какой-либо густонаселенный американский мегаполис. Городские условия были воссозданы на заброшенной базе ВВС США George A.F.B. близ калифорнийского города Викторвилля: дома, перекрестки, светофоры, «зебры» пешеходных переходов, уличные трассы со всей сопутствующей разметкой и даже знаменитый американский «трафик» - около 300 профессиональных экипажей на автомобилях Ford Taurus имитировали городскую автомобильную сутолоку, которая нередко является предпосылкой к возникновению непростых дорожных ситуаций...
     Автомобиль-робот Стэнфордского университета Junior
     Для участия в таких весьма специфических гонках, получивших название DARPA Urban Challenge Race (гонки в городских условиях под эгидой DARPA), были заявлены 35 машин-роботов. Команда Стэнфордского университета, спонсорскую поддержку которой оказала корпорация Intel, специально разработала новый проект под названием Junior. Робот Junior – это автофургон Volkswagen Passat модели 2006 года, в котором рулевое управление, система подачи топлива и тормозная система особым образом модернизированы специалистами лаборатории Volkswagen of America Electronics Research Lab (Пало-Альто, шт. Калифорния). Инженеры этой лаборатории также разработали специальные крепления для множества сложных датчиков.
     Создавая Junior, его разработчики изначально заложили в проект гораздо большую гибкость и функциональность, чем у его «пустынных» предшественников, ведь новая гоночная среда предъявляла к участникам состязаний гораздо более серьезные требования. Им пришлось отслеживать перемещения других автомобилей и не только соблюдать рутинные правила дорожного движения, но и учитывать право преимущественного проезда, анализировать последовательость разъезда на перекрестке, производить парковку, а также в режиме реального времени разбираться в других сложных дорожных ситуациях. Управление автомобилем – это сложный комплексный процесс, и если удастся научить компьютер осуществлять его, то это будет колоссальный прорыв в области исследования и разработки искусственного интеллекта.
     Важным отличием автомобиля Junior от его предшественников явилась возможность распознавания объектов, расположенных вокруг автомобиля и даже перемещающихся с высокой скоростью. Для сравнения – предыдущий робот-автомобиль Стэнфордского университета мог распознавать только неподвижные объекты, при этом расположенные только по ходу его движения. Junior укоплектован гораздо более сложными датчиками, среди которых, например, лазерная матрица для дальнометрии с круговым обзором. Прибор позволяет практически в режиме реального времени создавать трехмерную картину окружающей обстановки: кадры трехмерной визуализации из кинофильма «Терминатор 2: восстание машин» - ничто по сравнению со сложным восприятием окружающего мира, реализованным на борту Junior.
     Компьютеры робота Junior расположены в багажнике (внизу справа)
     Оснащение робота предусматривает также шесть видеокамер, которые охватывают все пространство вокруг автомобиля, лазеры на бамперах, радар, приемники GPS, а также бортовое навигационное оборудование для сбора информации о местоположении автомобиля и характере поведения окружающих объектов. Сердцем данного сложнейшего навигационно-вычислительного комплекса явлются 2 компьютера в стоечном исполнении, смонтированных в багажнике, - каждый располагает одним четырехъядерным процессором Intel® Core™ 2 Quad Q6600 с тактовой частотой 2,4 ГГц и платой Intel® D975XBX2 с 2 ГБ оперативной памяти. Один из компьютеров отвечал за обработку информации, поступавшей от датчиков, тогда как второй «занимался» котролем системы управления и планированием действий машины-робота. Передача данных от датчиков для обработки на компьютерах осуществлялась с помощью технологии Gigabit Ethernet. Для хранения данных использовались устройства флэш-памяти.
     Благодаря такой «начинке»*, выбранной в силу эффективного сочетания большой вычислительной мощности и низкого энергопотребления, Junior смог обрабатывать гораздо больше информации и осуществлять это существенно быстрее, чем его предшественники; предположительно, Junior оказался примерно в четыре раза «умнее» победителя гонки DARPA Grand Challenge 2005 в пустыне Мохаве. При этом у Junior не было никаких дополнительных источников энергии для питания компьютеров, кроме аккумулятора автомобиля, тогда как все другие команды для питания своих бортовых компьютерных комплексов использовали дополнительные батареи.
     Наконец, управлялся Junior с помощью специализированного ПО, в создании которого принимали участие специалисты Stanford Artificial Intelligence Lab и разработчики корпорации Intel. Программные модули, выполняющие задачи распознавания, анализа и планирования, включают алгоритмы машинного самообучения. В результате Junior мог комплексно оценивать дорожную ситуацию, определять свое местоположение и отслеживать перемещения других участников соревнований, а также объектов, представляющих потенциальную опасность. Инженеры из Стэнфорда использовали оптимизирующие библиотеки Intel® Performance Primitives (IPP) и ПО «компьютерного зрения» OpenCV для тонкой настройки ПО Junior и максимального увеличения его производительности. Особо отметим, что эти программные технологии были созданы при активном участии сотрудников научно-исследовательских центров Intel в Сарове и Нижнем Новгороде.
     Гонки DARPA Urban Challenge начались с нескольких этапов тестовых испытаний. Так, в ходе первого из них автомобили-роботы должны были сначала заехать с внешней стороны круговой дороги внутрь практически сплошного потока автомашин, управляемых водителями, а потом выбраться обратно. Следующим тестом был проезд перекрестка. Скотт Эттингер, один из сотрудников Applications Research Lab корпорации Intel, принимавший самое активное участие в проекте, отметил в своем блоге: «Ни одна из машин-роботов не выполнила тестовые задания абсолютно безошибочно. У водителей, участвовавших в испытаниях, нервы были просто стальными. Как они уворачивались от неожиданных маневров роботов! Это надо было видеть». И все же примерно треть из заявленных команд успешно прошла все тесты.
     Автомобиль Junior ожидает просвета в транспортном потоке, чтобы сделать левый поворот во время первого тестового испытания
     Наконец, 3 ноября настал самый сложный этап, участие в котором приняли 11 машин без водителей (забегая вперед, отметим, что до финиша добрались только шесть). Каждой команде был выдан флэш-накопитель с содержащимся на нем описанием «миссии», после чего представители команд ввели цифровые инструкции в компьютеры автомобилей-роботов и запустили двигатели. Собственно, это было последнее действие, осуществленное человеком, - дальнейшее управление автомобили, которым предстояло пройти около 60 миль «городской» трассы, принимали на себя. Контрольное время для прохождения маршрута составляло шесть часов, в него удалось уложиться только пяти участникам.
     За каждым из автомобилей-роботов следовал автомобиль судейской коллегии, который фиксировал все ошибки участника. У «штабной» машины была так называемая кнопка «Полной остановки» (E-stop), с помощью которой можно было полностью прекратить движение робота, если он попадал в совсем уж опасную ситуацию. Кстати, для двух машин, неожиданно направившихся в стены зданий, ее пришлось задействовать.
     Командный пункт гонок
     Зрители и судьи наблюдали за зрелищем с помощью командного пункта, больше напоминавшего центр управления полетами NASA. Каждый автомобиль, управляемый человеком-водителем, располагал видеокамерой, транслировавшей сигнал в командный пункт. Со специального вертолета велась постоянная видеосъемка, которая транслировалась на три гигантских проекционных экрана и комментировали которую Джейми Хайнеман и Грант Имахара, ведущие популярной в США телепередачи «Разрушители легенд» (MythBusters), выходящей на канале Discovery. Кроме того, видео-трансляция велась по Интернету.
     Робот Junior прошел дистанцию быстрее всех и первым пересек финишную черту, однако после учета всех ошибок в процессе прохождения трассы уступил первое место и главный приз в 2 млн долл. автомобилю-роботу по имени Boss, созданному сборной командой Университета Карнеги-Меллона и General Motors. Кстати сказать, Boss, построенный на платформе Chevrolet Tahoe, располагал 10 двухпроцессорными серверами на базе двухъядерных процессоров Intel® Core™ 2 Duo – таким образом, робот Boss управлялся с помощью 40 вычислительных ядер. «8-ядерный» Junior в итоге оказался вторым и принес своим создателям приз в 1 млн долл. Третье место с призом в 500 тыс. долл. получили создатели автомобиля Odin из Университета Вирджинии.
     Компьютерная система робота Boss Университета Карнеги-Меллона
     «Роботы иногда просто потрясают нас, вдохновляя миллионы людей и меняя их представление о том, что возможно сделать в этом мире, - заявил после завершения гонок Вильям Уиттекер, профессор Университета Карнеги-Меллона и руководитель соответствующей команды. - Именно такой момент мы пережили сейчас. Мир изменился, и он уже никогда не будет прежним. И это сделали автомобили-роботы».
     Победитель гонок DARPA Urban Challenge – робот Boss
     И это не пафос. Гонки в Викторвилле позволили сделать еще один шаг на пути к полной автономизации движения транспорта, что, несомненно, сделает нашу жизнь более безопасной, а наши перемещения – более оптимизированными и эффективными. Компьютеры никогда не устают, они не говорят по мобильным телефонам и не едят гамбургеры за рулем, не отвлекаются для того, чтобы переключить радио-канал или поменять музыкальный диск – а ведь эти и многие другие причины только в США ежегодно уносят жизни примерно 40 тыс. человек! А сколько времени мы проводим, застыв в пробке и нервно вцепившись в «баранку», - разве его нельзя было бы провести в большей пользой для нас самих же?! Словом, дайте волю своей фантазии, и вы поймете, какие заманчивые перспективы предрекают нам роботы из Викторвилля...
     


Автор: Станислав Власенко прочтений: 1006 оценки: 0 от 0
© Свидетельство о публикации № 3808
  Цена: 1 noo



Ваши комментарии

Пароль :

Комментарий :

Осталось символов

Доступна с мобильного телефона
Чат
Опросы
Музыка
Треки
НеForМат
Академия
Целит
Юрпомощь


О сервере


О проекте
Юмор
Работа
О нас

Earn&Play
Для контактов
skype:noo.inc


Этот сайт посвящен Георгию Гонгадзе, символу борьбы за свободу, журналисту, патриоту, человеку... Ukraine NBU Hrivnya rate
Russian ruble rate
Noo Web System



Редакция за авторские материалы ответственности не несет
стать автором
Micronoo Links Neformat Links Noo Links Chess Links Forex Links Weapon Links

Идея и разработка
компании NOO
На сайт разработчика