يستخدم الذكاء الاصطناعي التعلم التعزيزي للتنقل في المحيطات

يعمل مهندسون في كاليتش، ETH زيورخ، و هارفارد على ذكاء اصطناعي يمكنه تمكين الطائرات بدون طيار من استخدام تيارات المحيطات لمساعدتهم في التنقل. بهذه الطريقة، لا يضطر الطائرات بدون طيار إلى مكافحة التيارات.

نشرت الأبحاث في نيتشر كوميونيكيشنز في 8 ديسمبر.

جون أو. دابيري هو أستاذ مئوية للطيران والهندسة الميكانيكية وواحد من مؤلفي البحث.

“عندما نريد أن يخترق الروبوتات المحيط العميق، خاصة في السرب، من الصعب التحكم فيها بمقبض من 20,000 قدم بعيداً في السطح. لا يمكننا أيضًا إطعامهم بيانات حول التيارات المحلية التي يحتاجون إلى التنقل لأننا لا نستطيع الكشف عنها من السطح. بدلاً من ذلك، في مرحلة معينة نحتاج إلى طائرات بدون طيار تحملت على المحيط لتكون قادرة على اتخاذ قرارات حول كيفية التحرك من تلقاء نفسها،” يقول دابيري.

اختبار الذكاء الاصطناعي

اختبر المهندسون دقة الذكاء الاصطناعي مع محاكاة حاسوبية، وقام الفريق بتطوير روبوت صغير يعمل الخوارزمية على شريحة حاسوبية، والتي يمكن أن تعمل طائرات بدون طيار في الأرض وكذلك في الكواكب الأخرى. في النهاية، يمكنهم تطوير نظام مستقل يراقب حالة محيطات الكوكب، وسيفعلون ذلك عن طريق الجمع بينه وبين الأطراف الاصطناعية التي تم تطويرها مسبقاً لمساعدة القناديل على السباحة بأمر.

من أجل نجاح هذه الطريقة، يجب على الطائرات بدون طيار أن تتخذ قراراتها بنفسها حول مكان الذهاب وكيفية الوصول هناك. من المحتمل أنهم سيعتمدون على البيانات التي يجمعونها أنفسهم، والتي ستكون على شكل معلومات حول تيارات المياه التي يعانون منها.

استخدم الباحثون شبكات التعلم التعزيزي لمواجهة هذا الأمر، وقاموا بكتابة برنامج يمكن تشغيله على متحكم دقيق.

كان الفريق قادراً على استخدام محاكاة حاسوبية لتعليم الذكاء الاصطناعي التنقل. لم يكن لديه متسابق محاكاتي إلا الوصول إلى معلومات حول تيارات المياه في موقعه الفوري، ولكن كان قادراً على التعلم السريع لكيفية استغلال الدوامات في الماء للتنقل نحو هدف.

هذا النوع من التنقل شائع بين النسور والصقور، التي تتنقل على التيارات الهوائية واستخراج الطاقة من تيارات الهواء للتنقل. هذا يسمح لهم بالتحرك نحو هدفهم مع economizing الطاقة.

استراتيجيات التنقل الفعالة

وفقاً للفريق، يمكن للخوارزمية التعلم التعزيزي أن تتعلم استراتيجيات التنقل الأكثر فعالية من تلك المستخدمة من قبل الأسماك في المحيط.

“كنا نأمل في البداية أن الذكاء الاصطناعي يمكنه المنافسة مع استراتيجيات التنقل الموجودة بالفعل في الحيوانات السباحة الحقيقية، لذلك كنا مفاجئين بالرؤية التي تعلمت أساليب أكثر فعالية من خلال استغلال المحاولات المتكررة على الحاسوب،” يقول دابيري.

سيبحث الباحثون الآن في اختبار الذكاء الاصطناعي على كل نوع من أنواع اضطراب التيار التي سوف يواجهونها في المحيط. سوف ينجحون في ذلك

بيتر غونارسون هو طالب دراسات عليا في كاليتش ويعتبر المؤلف الرئيسي للورقة.

“ليس فقط سيكون الروبوت يتعلم، ولكننا سوف نتعلم عن تيارات المحيطات وكيفية التنقل من خلالها،” يقول غونارسون.