Дата публикации: 18 июня 2021
Инновационная технология быстрого обучения агророботов от Cognitive Pilot
Интервью: Специалисты российской компании Cognitive Pilot придумали новый подход, который позволяет нейронной сети автоматически выбирать из видеопотока репрезентативные данные. Это поможет значительно ускорить процесс обучения нейронных сетей, сэкономить время и упростить процесс разработки автопилотов.

Из материала вы узнаете:
– По какому принципу нейронная сеть самостоятельно выбирает репрезентативные изображения из большого потока информации.
– Участвуют ли сельхозпроизводители в процессе обучения техники.
Руководитель департамента разработки беспилотных транспортных средств Cognitive Pilot Юрий Минкин рассказал Аграрной политике о том, как отбирается информация для датасетов по новой технологии.
Юрий Минкин

— Что такое обучение применительно к агророботам, в чем его смысл?

— Цифровые технологии в сельском хозяйстве уже никого не удивляют. Сельскохозяйственные машины сегодня — высокотехнологичные устройства, которые управляются в том числе и искусственным интеллектом. И, как любой интеллект, он нуждается в обучении. Конечно, агророботы не сидят за партами, это выглядит совсем по-другому.

Когда комбайн работает, он видит поле, видит и распознает, какие объекты перед ним находятся: скошенная часть поля, нескошенная, рядки, валки, люди, техника, различные препятствия и т. д.
Умная система понимает ситуацию и передает команду на органы управления машиной, выстраивает траекторию движения с учетом этой ситуации, например, границы между нескошенной частью поля, где нужно продолжить работу и зоной, где уже собран урожай. Комбайн-робот видит, есть ли на пути машины препятствия, и заблаговременно реагирует на них. Таким образом он может решать задачи управления движением и даже отрабатывать нештатные ситуации без участия человека. Для того, чтобы эта система управления работала, у нейросети должны изначально быть данные, с которыми она сравнивает объекты, которые видит. Обучение — это как раз насыщение нейросети необходимой информацией, большими массивами данных, содержащих все возможные ситуации, которые только могут повлиять на процесс управления.
РЕШАЕМАЯ задача
Выбор разнообразных, репрезентативных данных из видеопотока до последнего времени являлся одним из наиболее серьезных препятствий при обучении нейронных сетей. На решение этой задачи в таких приложениях, как автопилотирование, могло уходить очень много времени. Для того, чтобы нейронная сеть могла с промышленной точностью распознавать объекты дорожной, полевой или иной сцены и тем самым обеспечивать безопасность при любых погодных условиях и времени суток, ее необходимо обучить на больших массивах данных, содержащих все возможные ситуации, которые только могут повлиять на процесс управления транспортным средством. Cognitive Pilot разработала подход, который позволяет нейронной сети самостоятельно выбирать репрезентативные изображения. Процесс основан на применении искусственного интеллекта и не требует участия человека. Это позволит сэкономить десятки человеко-лет при создании автопилотов для сельхозтехники, а также значительно упростить процесс разработки в этой области.
— В чем состоит технология быстрого обучения, разработанная Cognitive Technologies?

— Массивы данных формируют люди. На этот процесс обычно уходит очень много времени. Представьте себе видеопоток из более чем миллиарда кадров, и нужно выбрать только те, которые влияют на работу машины, чтобы их мог запомнить искусственный интеллект. Практикуется частичная выборка, потому что отсмотреть все нереально. Если анализировать «вручную», может быть пропущена какая-либо полезная информация.
Фото 1. Пример отсутствия разнообразных данных в видеопотоке. Все кадры практически идентичны.
Фото 2. Пример разнообразных данных. На первом кадре виден комбайн, а на третьем — следы от проезда техники и скошенная культура.
Мы разработали подход, который позволяет нейронной сети самостоятельно выбирать значимые, репрезентативные изображения. Принцип следующий. Допустим, отсматривается продвижение того же комбайна по кромке поля. Мы выбираем те кадры, в которых отклонения от среднего — то есть общей картины, которую можно наблюдать в поле, а она довольно однообразна и позволяет вывести среднюю закономерность — больше определенной величины. Например, когда комбайн едет мимо лесополосы, там будет множество объектов — ветки, кусты, деревья, но вся картина однообразная, отклонение от среднего низкое, такие данные не отбираются. А если путь преграждает овраг или на изображении появилась торчащая из земли часть опоры мачты, то по сравнению с общей дисперсией этот элемент дает большой скачок, и система возьмет этот кадр.

Если раньше на обработку видеопотока при обучении нейронных сетей и создании датасетов (пакетов данных) могли уходить годы, то сегодня мы нажимаем на кнопку, и получаем результат.

— Участвуют ли сельхозпроизводители в процессе обучения техники?

— Без участия тех, кто занят в сельхозпроизводстве, этот процесс невозможен. Ведь именно на полях агрохозяйств мы собираем все данные.
У нас очень большой опыт по обучению нейронных сетей и созданию датасетов. В этой зоне мы в числе мировых лидеров. В отличие от многих игроков рынка ИИ для беспилотного транспорта, которые работают в основном с готовыми данными, публичными датасетами и используют их, как правило, в приложениях для одного направления, или агро, или automotive, или иного, мы накопили солидную экспертизу по обучению нейронных сетей на собственных датасетах сразу в нескольких сегментах: агро, рельсового транспорта и авто».
Ольга Ускова
генеральный директор Cognitive Pilot
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ >>