Беспилотные авиационные системы (БАС) активно используются в разных областях — от мониторинга опасных зон до поисково-спасательных операций и сельского хозяйства. Но задача автономного пилотирования БАС остается нерешенной. Ученые Томского государственного университета с помощью машинного обучения помогают ИИ наработать свой собственный опыт, чтобы ориентироваться в пространстве и выбирать безопасную траекторию движения.
«Над обеспечением автономного управления БАС работают научные группы во всем мире. Ведущим центрам удается решать отдельные задачи, создаются разрозненные решения, но обеспечить полностью автономное пилотирование пока никто не смог, — рассказал руководитель проекта, заведующий кафедрой интеллектуальных технических систем факультета инновационных технологий ТГУ Дмитрий Шашев. — В решении этой задачи мы пошли по пути использования такой технологии ИИ, как глубокое машинное обучение с подкреплением. Классический подход машинного обучения, при котором нейросеть получает новые знания из библиотеки данных, в этом случае не подходит».
Как объясняют ученые, собрать датасет, который будет содержать все маршруты и условия окружающей среды для передачи их нейросети, невозможно, поскольку эти условия будут меняться. Соответственно, ИИ должен научиться анализировать обстановку и самостоятельно принимать решения точно так же, как это делает человек.
«Особенность глубокого машинного обучения с подкреплением заключается в том, что агент (ИИ, установленный на борту БАС) обучается методом проб и ошибок, как это делает ребенок. ИИ, приняв неправильное решение, будет корректировать свои действия. Таким образом, происходит непрерывное обучение, — объяснил Дмитрий Шашев. — Безусловно, это занимает время, но вместе с тем дает хороший устойчивый эффект. Метод учит нейросеть самостоятельно принимать решения в условиях меняющейся обстановки, обходить препятствия и ориентироваться в пространстве».
В процессе обучения ученые ТГУ используют имитационное моделирование. Это позволяет создавать разные условия окружающей среды и избегать рисков серьезных поломок БАС. После того как ИИ совершит первые полеты на виртуальном полигоне и получит базовый опыт, начнутся испытания на полигоне БАС ТГУ.
Исследования проводятся в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет-2030» (Национальный проект «Наука и университеты»).
На фото: ученый ФИТ ТГУ Дмитрий Шашев.
