Китайским беспилотным машинам сделали идеальные «глаза»

Любому беспилотнику нужны «глаза». Особенно — беспилотным автомобилям, чтобы видеть, понимать, оценивать и мгновенно анализировать окружающую обстановку.

Однако научить нейросеть, управляющую беспилотным такси, видеть, как человеческий глаз — необычайно сложная задача. Человеческое зрение настолько сложно, что скопировать его ученым не удавалось десятилетиями.

Рядовой водитель вряд ли задумывается, какие опасности его подстерегают на каждом шагу. Например, значительные изменения освещенности на въездах в туннели или «засветы» на сетчатке от любых вспышек в ночное время.

Простые программы типа «Google объектив» научились распознавать и находить в Интернете предметы по фото. Но от нейросети, которая ведет машину, ждут совсем другого: эффективного, точного и устойчивого визуального восприятия, причем в динамичной, разнообразной и непредсказуемой по своей сути среде.

И вот китайцы создали Tianmouc. Видимо, через несколько десятилетий это название будет упоминаться в учебниках истории наравне с первым сенсорным экраном iPhone.

Китайцы первыми в мире научили машину видеть в точности так же, как человек. Микрочип Tianmouc полностью копирует мыслительные процессы, которые происходят в зрительном центре нашего мозга.

Теперь китайские инженеры обещают настоящую технологическую революцию в сфере беспилотных систем. Благодаря Tianmouc беспилотные автомобили научатся водить идеально. А затем ведь должны появиться беспилотные летающие автомобили, корабли, самолеты.

Исследователи из Университета Цинхуа детально изучили принципы человеческого зрения. Визуальная информация в нашем мозгу мгновенно распадается на множество примитивных частичек, каждая из которых анализируется отдельно. Причем в нашем мозгу соседствуют (и дополняют друг друга) два вида зрительного восприятия: ориентированный на познание и ориентированный на действие.

Именно поэтому, например, плохой или неопытный водитель так легко отвлечется от дороги на изучение рекламного билборда или сообщения в телефоне. Человеку сложно «переключаться» между разными типами зрительного восприятия. А вот нейросеть такого изъяна будет лишена: то есть ее просто невозможно отвлечь от дороги.

При этом технические характеристики Tianmouc просто поразительные Чип способен осуществлять сбор визуальной информации со скоростью 10 тысяч кадров в секунду с точностью до 10 бит. Причем, что важно, такой чип требует вдвое меньше электроэнергии, чем его прожорливые предшественники.

Используя чип, исследователи разработали программное обеспечение и алгоритмы для беспилотных автомобилей. Беспилотные такси на основе Tianmouc проверяли в реальных условиях на городских улицах. Причем не просто в легкой прогулочной поездке, микрочип тестировали при разных критических ситуациях: внезапный обгон, выбежавший впереди пешеход, затор, аварии на дороге, даже попытка угона.

И абсолютно во всех экспериментальных кейсах микрочип продемонстрировал, что он действительно видит и оценивает реальную ситуацию. И цифровые «мозги» беспилотного автомобиля мгновенно принимают верное решение — а значит, потенциально спасают чью-то жизнь.

Руководитель проекта Tianmouc Ши Люпин, профессор Центра исследований вычислений пекинского Университета Цинхуа объясняет свой успех тем, что ученые вообще по-другому взглянули на микрочипы. Раньше чипы, которые обрабатывали визуальные изображения, были основаны на мощных вычислениях.

То есть успех «машинного зрения» должны были обеспечить рекордные цифры: больше операция в секунду, больше пикселей на дюйм. Намного больше, чем может позволить себе человеческий мозг.

Однако даже если разогнать микрочип до космических скоростей, нейросеть так и не научится видеть, как человек, объясняет профессор Ши. У нее не будет целостности восприятия. А вот Tianmouc основан не на вычислениях, это настоящий «чип восприятия».

— Мы внедрили метод, который отличается ото всех существующих. Мы не гнались за скоростью и динамическими характеристиками других визуальных чипов. Мы просто сымитировали зрительную систему человека, — говорит Ши Люпин.

Создатель Tianmouc объясняет это на конкретном примере. Допустим, мы видите некий летящий в вас предмет.

Четко распознать его вы не можете, но организм уже воспринял угрозу подсознательно. Вы уклоняетесь от столкновения. Именно так работает человеческое зрении, и имитирующий его чип восприятия Tianmouc (скорость его реакции составляет 0,1 миллисекунды).

А вот традиционным чипам требуется четко увидеть, что летит навстречу. И только потом нейросеть, управляющая автомобилем, принимает решения: уклониться или нет. Драгоценные доли секунды потеряны…

По словам профессора Ши, Tianmouc открывает перед Китаем огромные возможности не только в беспилотном вождении, но и в военной сфере. Например, для барражирующих боеприпасов (типа «Герань», Shahed или Switchblade), которые должны хорошенько разглядеть цель, прежде чем обрушиваться на нее.