新的AI相機(jī)可以徹底改變自動(dòng)駕駛汽車

作為當(dāng)今自動(dòng)駕駛汽車和航空無(wú)人機(jī)的基礎(chǔ)的圖像識(shí)別技術(shù)依賴于人工智能：計(jì)算機(jī)基本上教自己識(shí)別像狗一樣的物體，穿過街道的行人或停下的汽車。問題在于運(yùn)行人工智能算法的計(jì)算機(jī)目前對(duì)于手持醫(yī)療設(shè)備等未來應(yīng)用來說太大而且速度慢。

現(xiàn)在，斯坦福大學(xué)的研究人員已經(jīng)設(shè)計(jì)出一種新型的人工智能相機(jī)系統(tǒng)，可以更快，更高效地對(duì)圖像進(jìn)行分類，并且有朝一日可以將其構(gòu)建得足夠小，以便嵌入到設(shè)備中，這是目前無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。這項(xiàng)工作發(fā)表在8月17日的“ 自然科學(xué)報(bào)告”上。

“你剛剛通過的那輛自動(dòng)駕駛汽車的行李箱中有一臺(tái)相對(duì)較大，速度相對(duì)較慢，能量密集的計(jì)算機(jī)，”斯坦福大學(xué)電氣工程助理教授戈登韋茨坦說。他說，未來的應(yīng)用將需要更快，更小的東西來處理圖像流。

通過計(jì)算消耗

Wetzstein和Julie Chang，研究生和論文的第一作者，通過將兩種類型的計(jì)算機(jī)結(jié)合在一起，向該技術(shù)邁出了一步，創(chuàng)建了專門用于圖像分析的混合光電計(jì)算機(jī)。

原型相機(jī)的第一層是一種光學(xué)計(jì)算機(jī)，它不需要數(shù)字計(jì)算的高功耗數(shù)學(xué)。第二層是傳統(tǒng)的數(shù)字電子計(jì)算機(jī)。

光學(xué)計(jì)算機(jī)層通過物理預(yù)處理圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，以多種方式對(duì)其進(jìn)行過濾，否則電子計(jì)算機(jī)必須以數(shù)學(xué)方式進(jìn)行。由于當(dāng)光通過定制光學(xué)器件時(shí)濾波自然發(fā)生，因此該層以零輸入功率工作。這為混合系統(tǒng)節(jié)省了大量的時(shí)間和精力，否則這些時(shí)間和能量將被計(jì)算消耗。

“我們已將人工智能的一些數(shù)學(xué)外包到光學(xué)系統(tǒng)中，”Chang說。

結(jié)果是計(jì)算量減少，內(nèi)存調(diào)用次數(shù)減少，完成過程的時(shí)間也少得多。在超越這些預(yù)處理步驟之后，剩下的分析進(jìn)入了數(shù)字計(jì)算機(jī)層，并且具有相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)。

“數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的計(jì)算被規(guī)避，這一切都以光速發(fā)生，”韋茨坦說。

快速?zèng)Q策

在速度和準(zhǔn)確性方面，原型可與現(xiàn)有的僅電子計(jì)算處理器相媲美，這些處理器被編程為執(zhí)行相同的計(jì)算，但具有大量的計(jì)算成本節(jié)省。

雖然他們目前的原型安排在實(shí)驗(yàn)室工作臺(tái)上很難被歸類為小型，但研究人員表示，他們的系統(tǒng)有朝一日可以小型化，以適應(yīng)手持?jǐn)z像機(jī)或空中無(wú)人機(jī)。

在模擬和現(xiàn)實(shí)世界的實(shí)驗(yàn)中，該團(tuán)隊(duì)使用該系統(tǒng)在自然圖像設(shè)置中成功識(shí)別飛機(jī)，汽車，貓，狗等。

“我們系統(tǒng)的未來版本在快速?zèng)Q策應(yīng)用中尤其有用，例如自動(dòng)駕駛汽車，”Wetzstein說。

除了縮小原型外，斯坦福計(jì)算成像實(shí)驗(yàn)室的Wetzstein，Chang及其同事正在研究如何使光學(xué)元件進(jìn)行更多的預(yù)處理。最終，他們更小，更快的技術(shù)可以取代現(xiàn)在幫助汽車，無(wú)人機(jī)和其他技術(shù)學(xué)會(huì)識(shí)別周圍世界的行李箱大小的計(jì)算機(jī)。