學(xué)生們將用于水下航行器的AI軟件用于查爾斯河的測試

每年查爾斯河的融化都是溫暖天氣的預(yù)兆。此后不久就是萌芽的樹木，更長的日子和人字拖的回歸。對于2.680級(無人駕駛船舶自主，傳感和通信)的學(xué)生，新解凍的河流意味著是時(shí)候?qū)?shù)月的艱苦工作付諸實(shí)踐。

像查爾斯這樣的水生環(huán)境對機(jī)器人提出了挑戰(zhàn)，因?yàn)橥ㄐ拍芰Ψ浅Ｓ邢蕖?ldquo;在水下航海機(jī)器人技術(shù)中，人們對人工智能有著獨(dú)特的需求 - 這一點(diǎn)至關(guān)重要，”麻省理工學(xué)院教授Henrik Schmidt說道，該課程的副指導(dǎo)員。“這就是我們在這堂課上所關(guān)注的內(nèi)容。”

該課程在春季學(xué)期開設(shè)，圍繞著查爾斯冰的存在而構(gòu)建。雖然河流在2月份到3月份被厚厚的冰層所覆蓋，但學(xué)生們將學(xué)習(xí)為特定任務(wù)編寫和編程遠(yuǎn)程駕駛的海上飛行器。學(xué)生使用MOOS-IvP進(jìn)行編程，這是一種廣泛用于工業(yè)和海軍應(yīng)用的自治軟件。

“他們沒有使用玩具，”施密特的聯(lián)合教練，研究科學(xué)家邁克爾本杰明說。“我們認(rèn)為他們學(xué)習(xí)如何擴(kuò)展軟件非常重要 - 編寫自己的傳感器處理模型和AI行為。然后我們將它們放在查爾斯身上。“

當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)基本的編程和軟件技能時(shí)，他們也會(huì)對海洋工程有更深入的了解。“我看待它的方式，我們正試圖克隆海洋學(xué)家并讓我們了解海洋如何在機(jī)器人中工作，”施密特補(bǔ)充道。這意味著學(xué)生將學(xué)習(xí)海洋環(huán)境的細(xì)節(jié) - 研究海洋學(xué)或水下聲學(xué)等主題。

學(xué)生們將在學(xué)期結(jié)束時(shí)為查爾斯河上的幾項(xiàng)任務(wù)制定代碼。這些任務(wù)包括在水中查找危險(xiǎn)物體，接收沿河的模擬溫度和聲學(xué)數(shù)據(jù)，以及與其他車輛通信。

“我們學(xué)到了很多關(guān)于這些機(jī)器人的應(yīng)用以及開發(fā)海洋環(huán)境所面臨的一些挑戰(zhàn)，”去年春天參加該課程的Alicia Cabrera-Mino '17說道。

增加具有人工智能的機(jī)器人海洋車輛在許多領(lǐng)域中是有用的。它可以幫助研究人員收集海洋溫度變化的數(shù)據(jù)，為扭轉(zhuǎn)全球變暖的策略提供信息，遍歷尚未探索的95%的海洋，繪制海床圖，以及進(jìn)一步了解海洋學(xué)。

根據(jù)海軍前航海家研究生格雷戈里·納尼格(Gregory Nannig)的說法，為海上交通工具增加人工智能能力也可以幫助避免航行事故。“我認(rèn)為它可以真正實(shí)現(xiàn)更好的決策，”Nannig解釋說。“就像雷達(dá)的出現(xiàn)或從天體導(dǎo)航到GPS一樣，我們現(xiàn)在擁有的人工智能系統(tǒng)可以監(jiān)控人類無法做到的事情。”

2.680的學(xué)生使用他們新獲得的編碼技能來構(gòu)建這樣的系統(tǒng)。春天來了，他們花了幾個(gè)月的時(shí)間研究軟件并更好地了解海洋環(huán)境，他們進(jìn)入麻省理工學(xué)院帆船館準(zhǔn)備在最近融化的查爾斯河上測試他們的人工智能編碼技能。

隨著海洋車輛沿著查爾斯滑行，執(zhí)行基于編碼學(xué)生的任務(wù)已經(jīng)花費(fèi)了一個(gè)學(xué)期完美的部分，這種情緒往往是令人振奮的。“當(dāng)我們看到他們創(chuàng)造了一些人工智能時(shí)，我已經(jīng)讓學(xué)生產(chǎn)生了很大的情感，”本杰明回憶說。“我看到人們從碼頭打電話給他們的父母。”

為了使這種人工智能在水中有效，學(xué)生需要將軟件技能與海洋工程專業(yè)知識(shí)相結(jié)合。施密特和本杰明的結(jié)構(gòu)為2.680，以確保學(xué)生掌握機(jī)器人船舶自主的這兩個(gè)支柱的工作知識(shí)。

通過將這兩個(gè)研究領(lǐng)域結(jié)合在自己的研究中，施密特和本杰明希望能夠創(chuàng)造出人類根本無法進(jìn)入的水下機(jī)器人。“如果我們可以用機(jī)器人巧妙地做到這一點(diǎn)，那么有很多應(yīng)用可以更好地理解和探索我們的海洋，”本杰明補(bǔ)充道。