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吴甘沙:无人驾驶提高容错率 要先打开深度学习“黑盒子”

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时间:1900/1/1 0:00:00

谷歌无人驾驶独立公司Waymo的技术总监曾提出无人驾驶效果的两个标准,一个是驾驶能力,另一个是鲁棒性(robust音译意为健壮和强大,是系统在异常和危险情况下生存的关键)。

关于驾驶能力,加州DMV(交通管理局)发布的年度无人驾驶测试报告披露了谷歌、特斯拉、宝马和通用汽车等11家公司的道路测试状况。谷歌以220万英里的测试数据排名第一,而通用汽车斥资10亿美元收购了自动驾驶软件公司Cruise,然后后来居上,达到了数万英里的测试里程。

从下图可以看出,各家厂商在驾驶能力上齐头并进,而另一个标准——鲁棒性,则成为无人驾驶技术后期走向大规模规划和商业化的主要衡量标准。

作者来自加利福尼亚州DMV。

鲁棒性是无人驾驶系统在异常和危险情况下生存的关键。实际上,它的内涵是容错,即在操作错误、指令超出正常频率和网络过载的情况下,自动驾驶系统是否仍能保持正常运行。

钛媒体近日参观了驭势科技位于房山的测试基地,采访了驭势技术创始人兼首席执行官、英特尔研究院前院长吴甘莎。吴甘莎介绍,无论是在人工智能还是无人驾驶行业,鲁棒性都已经成为一个共同的话题,而鲁棒性与算法、硬件和基础设施等多个方面有关。

打开深度学习的黑匣子

自动驾驶系统应包括感知、计算和决策三个部分。目前,热门的人工智能主要用于感知和计算。随着激光雷达技术的高成本,大多数自动驾驶系统都使用摄像头作为主要的视觉传感器,这直接需要人工智能的深度学习能力。

吴甘莎将人工智能的应用划分为四个象限,即物理世界、数字世界和高风险和低风险。他告诉钛媒体的作者,“物理世界的低风险案例包括扫地机器人,数字世界的低危险案例是推荐系统,而数字世界的高风险案例是金融,无人驾驶是物理世界的高危险。”

一旦在物理世界的关键任务中犯了错误,问题就会很大,所以当人工智能应用于汽车时,可靠性和鲁棒性非常重要。

宇时科技首席执行官吴甘莎

正因如此,吴甘莎认为,人工智能面临的最大问题是深度学习的“黑匣子”尚未打开。

“我们也期待着学术界的合作,打破黑匣子,适应自动驾驶的高风险。”他说。

钛媒体称,深度学习是一个受大脑神经元对输入信息的反应启发的学习过程。许多层模拟的神经元和突触都有数据标记,这些神经元和突触的行为在学习项目中不断调整,直到它们学会如何识别。例如,直到他们学会如何识别图片中的猫。

但问题是“这种识别过程无法解释”。

当深度学习网络能够识别猫时,我们不知道学习系统是关注这张照片中的胡须、耳朵还是毯子。

“深度学习作为一项单一技术,无法独立承担自动驾驶任务,尤其是‘黑匣子’。当数据进入时,结果(分类、检测、分割、预测、控制等)就会出来。在大多数情况下,它莫名其妙地好,但在某些情况下,却莫名其妙地坏,内部的逻辑无法解释。”吴甘莎告诉钛媒体。

《机器学习》一书的作者、南京大学计算机科学博士周志华曾形象地描述了深度学习的“黑匣子”问题。

“当人们目瞪口呆时,他们从九段变成了八段,深度学习突然从九段变到了开头。”

在吴甘莎看来,所谓端到端(视频进出)的方式是不可接受的。目前,美国国家公路交通安全管理局的自动驾驶性能有一个道德要求,即当面临事故时,情报应该给出如何判断和选择的明确逻辑,但……

k盒不能。

“‘黑匣子’的问题没有得到解决,因为它对开放环境的适应性不够,因为今天的机器学习是基于训练数据集来做归纳的。如果这个场景从未出现过,他就无法处理。他不像人类那样有很强的认知功能,他有类比、逻辑推理、背景知识和常识等东西。”吴甘莎表示,“因此可以肯定的是,未来人工智能算法的鲁棒性将得到提高,深度学习将与刚才提到的背景知识、常识、迁移学习、推理和贝叶斯逻辑推理相结合,以提高鲁棒性。"

“100亿英里的道路测试”是最低线。

如上所述,鲁棒性的内涵是系统的容错率。在吴甘莎看来,单个组件出现错误是不可避免的。如果有足够的冗余,它的容错率就会提高,这是整个系统级的工作。例如,在传感器、计算设备、电源等方面应该有足够的冗余。

此外,对无人驾驶汽车进行大量测试也是从系统层面提高鲁棒性的一种方式。

梅赛德斯-奔驰S级的代码量是波音787梦想客机的16倍。对于现在拥有人工智能的汽车来说,它需要在随机性和机器学习方面进行大量测试。

目前,包括谷歌和特斯拉在内的行业领先公司都有一个共识,即路试里程达到100亿英里,这意味着无人驾驶技术的成熟。

谷歌的无人驾驶汽车已经积累了大量的训练里程,其中包括220万英里的道路测试数据;

10亿英里的模拟训练数据(截至2016年)。特斯拉也在通过全球发货部署智能驾驶模块,以获取大量真实的道路数据。

宇时科技也在通过校园测试、与OEM合作部署无人技术模块和使用模拟环境来改善测试数据。

当然,无人驾驶从来都不是汽车本身的问题。只有从整个基础层面围绕无人驾驶进行重新规划,比如增加V2X(车联网)等基础设施,才能提高无人驾驶技术的稳健性。

“鲁棒性的整体提升是从算法到系统,整个综合工程。”吴甘莎说。谷歌无人驾驶独立公司Waymo的技术总监曾提出无人驾驶效果的两个标准,一个是驾驶能力,另一个是鲁棒性(robust音译意为健壮和强大,是系统在异常和危险情况下生存的关键)。

关于驾驶能力,加州DMV(交通管理局)发布的年度无人驾驶测试报告披露了谷歌、特斯拉、宝马和通用汽车等11家公司的道路测试状况。谷歌以220万英里的测试数据排名第一,而通用汽车斥资10亿美元收购了自动驾驶软件公司Cruise,然后后来居上,达到了数万英里的测试里程。

从下图可以看出,各家厂商在驾驶能力上齐头并进,而另一个标准——鲁棒性,则成为无人驾驶技术后期走向大规模规划和商业化的主要衡量标准。

作者来自加利福尼亚州DMV。

鲁棒性是无人驾驶系统在异常和危险情况下生存的关键。实际上,它的内涵是容错,即在操作错误、指令超出正常频率和网络过载的情况下,自动驾驶系统是否仍能保持正常运行。

钛媒体近日参观了驭势科技位于房山的测试基地,采访了驭势技术创始人兼首席执行官、英特尔研究院前院长吴甘莎。吴甘莎介绍,无论是在人工智能还是无人驾驶行业,鲁棒性都已经成为一个共同的话题,而鲁棒性与算法、硬件和基础设施等多个方面有关。

打开深度学习的黑匣子

自动驾驶系统应包括感知、计算和决策三个部分。目前,热门的人工智能主要用于感知和计算。随着激光雷达技术的高成本,大多数自动驾驶系统都使用摄像头作为主要的视觉传感器,这直接需要人工智能的深度学习能力。

吴甘莎将人工智能的应用划分为四个象限,即物理世界、数字世界和高风险和低风险。他告诉钛媒体的作者,“物理世界的低风险案例包括扫地机器人,数字世界的低危险案例是推荐系统,而数字世界的高风险案例是金融,无人驾驶是物理世界的高危险。”

一旦在物理世界的关键任务中犯了错误,问题就会很大,所以当人工智能应用于汽车时,可靠性和鲁棒性非常重要。

宇时科技首席执行官吴甘莎

正因如此,吴甘莎认为,人工智能面临的最大问题是深度学习的“黑匣子”尚未打开。

“我们也期待着学术界的合作,打破黑匣子,适应自动驾驶的高风险。”他说。

钛媒体称,深度学习是一个受大脑神经元对输入信息的反应启发的学习过程。许多层模拟的神经元和突触都有数据标记,这些神经元和突触的行为在学习项目中不断调整,直到它们学会如何识别。例如,直到他们学会如何识别图片中的猫。

但问题是“这种识别过程无法解释”。

当深度学习网络能够识别猫时,我们不知道学习系统是关注这张照片中的胡须、耳朵还是毯子。

“深度学习作为一项单一技术,无法独立承担自动驾驶任务,尤其是‘黑匣子’。当数据进入时,结果(分类、检测、分割、预测、控制等)就会出来。在大多数情况下,它是莫名其妙的好,但在某些情况下……

它的糟糕程度令人费解,其内在的逻辑无法解释。”吴甘莎对钛媒体表示。

《机器学习》一书的作者、南京大学计算机科学博士周志华曾形象地描述了深度学习的“黑匣子”问题。

“当人们目瞪口呆时,他们从九段变成了八段,深度学习突然从九段变到了开头。”

在吴甘莎看来,所谓端到端(视频进出)的方式是不可接受的。目前,美国国家公路交通安全管理局的自动驾驶性能有一个道德要求,即当面临事故时,情报应该给出如何判断和选择的明确逻辑,但黑匣子不能。

“‘黑匣子’的问题没有得到解决,因为它对开放环境的适应性不够,因为今天的机器学习是基于训练数据集来做归纳的。如果这个场景从未出现过,他就无法处理。他不像人类那样有很强的认知功能,他有类比、逻辑推理、背景知识和常识等东西。”吴甘莎表示,“因此可以肯定的是,未来人工智能算法的鲁棒性将得到提高,深度学习将与刚才提到的背景知识、常识、迁移学习、推理和贝叶斯逻辑推理相结合,以提高鲁棒性。"

“100亿英里的道路测试”是最低线。

如上所述,鲁棒性的内涵是系统的容错率。在吴甘莎看来,单个组件出现错误是不可避免的。如果有足够的冗余,它的容错率就会提高,这是整个系统级的工作。例如,在传感器、计算设备、电源等方面应该有足够的冗余。

此外,对无人驾驶汽车进行大量测试也是从系统层面提高鲁棒性的一种方式。

梅赛德斯-奔驰S级的代码量是波音787梦想客机的16倍。对于现在拥有人工智能的汽车来说,它需要在随机性和机器学习方面进行大量测试。

目前,包括谷歌和特斯拉在内的行业领先公司都有一个共识,即路试里程达到100亿英里,这意味着无人驾驶技术的成熟。

谷歌的无人驾驶汽车已经积累了大量的训练里程,其中包括220万英里的道路测试数据;10亿英里的模拟训练数据(截至2016年)。特斯拉也在通过全球发货部署智能驾驶模块,以获取大量真实的道路数据。

宇时科技也在通过校园测试、与OEM合作部署无人技术模块和使用模拟环境来改善测试数据。

当然,无人驾驶从来都不是汽车本身的问题。只有从整个基础层面围绕无人驾驶进行重新规划,比如增加V2X(车联网)等基础设施,才能提高无人驾驶技术的稳健性。

“鲁棒性的整体提升是从算法到系统,整个综合工程。”吴甘莎说。

标签:特斯拉奔驰宝马奔驰S级

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