Yapay Zeka Okyanuslarda Gezinmek İçin Takviyeli Öğrenimi Kullanıyor

Caltech, ETH Zürih ve Harvard'daki mühendisler, otonom dronların navigasyonlarına yardımcı olmak için okyanus akıntılarını kullanmasını sağlayabilen bir yapay zeka (AI) üzerinde çalışıyorlar. Bu yaklaşımla, dronların akıntılarla savaşması gerekmiyor.

Araştırma yayınlandı Doğa İletişim Aralık 8.

John O. Dabiri, Yüzyıllık Havacılık ve Makine Mühendisliği Profesörü ve araştırmanın yazarlarından biridir. 

"Robotların derin okyanusu, özellikle de sürüler halinde keşfetmesini istediğimizde, onları yüzeyden 20,000 metre uzaktan bir kumanda koluyla kontrol etmek neredeyse imkansız. Ayrıca, onları yüzeyden tespit edemediğimiz için, gezinmeleri gereken yerel okyanus akıntıları hakkında veri de sağlayamıyoruz. Bunun yerine, belirli bir noktada okyanus tabanlı dronların kendi başlarına nasıl hareket edeceklerine dair kararlar alabilmelerine ihtiyacımız var," diyor Dabiri.

AI'yı test etme

Mühendisler, AI'nın doğruluğunu bilgisayar simülasyonlarıyla test ettiler ve ekip, algoritmayı bir bilgisayar çipinde çalıştıran ve Dünya'nın yanı sıra diğer gezegenlerdeki deniz insansız hava araçlarına güç sağlayabilen küçük bir robot geliştirdi. Sonunda, gezegenin okyanuslarının durumunu izleyen otonom bir sistem geliştirebilirler ve bunu, daha önce denizanalarının komutla yüzmesine yardımcı olmak için geliştirilmiş protezlerle birleştirerek yapabilirler. 

Bu yaklaşımın işe yaraması için dronların nereye gidecekleri ve oraya nasıl gidecekleri konusunda kendi kararlarını vermeleri gerekiyor. Büyük olasılıkla, deneyimledikleri su akıntıları hakkında bilgi biçiminde olacak olan kendi topladıkları verilere güvenmek zorunda kalacaklar.

Araştırmacılar bunu ele almak için takviyeli öğrenme ağlarını kullandılar ve küçük bir mikrodenetleyici üzerinde çalışabilen yazılımlar yazdılar. 

Ekip, yapay zekaya gezinmeyi öğretmek için bir bilgisayar simülasyonu kullanabildi. Simüle yüzücü, yalnızca bulunduğu yerdeki su akıntıları hakkındaki bilgilere erişebiliyordu, ancak bir hedefe doğru kıyıya ulaşmak için sudaki girdaplardan nasıl yararlanılacağını hızla öğrenebiliyordu. 

Bu tür naivasyon, manevra yapmak için hava akımlarından enerji çekerken havada termikler kullanan kartallar ve şahinler arasında yaygındır. Bu, enerji tasarrufu yaparken bir hedefe doğru hareket etmelerini sağlar. 

Etkili Navigasyon Stratejileri

Ekibe göre, takviyeli öğrenme algoritmaları, okyanusta balıklar tarafından kullanılanlardan daha etkili olan navigasyon stratejilerini de öğrenebilir.

Dabiri, "Başlangıçta yapay zekanın gerçek yüzen hayvanlarda zaten bulunan navigasyon stratejileriyle rekabet edebileceğini umuyorduk, bu yüzden bilgisayarda tekrarlanan denemelerden yararlanarak daha etkili yöntemler öğrendiğini görünce şaşırdık" diyor.

Araştırmacılar şimdi yapay zekayı okyanusta karşılaşacağı her bir farklı akış bozukluğu türü üzerinde test etmeye çalışacaklar. Bunu, okyanus akışı fiziği bilgilerini pekiştirmeli öğrenme stratejisiyle birleştirerek başaracaklar.

Peter Gunnarson, Caltech'te yüksek lisans öğrencisi ve makalenin baş yazarıdır.

Gunnarson, "Sadece robot öğrenmekle kalmayacak, aynı zamanda okyanus akıntılarını ve bunlar arasında nasıl yol alacağımızı da öğreneceğiz" diyor.