机器学习在自动汽车驾驶上的应用 - 中国百科网

机器学习在自动汽车驾驶上的应用

主讲人 周志华

周志华

南京大学计算机科学与技术系教授、博导。2003年获国家杰出青年科学基金,2006年入选教育部长江学者特聘教授。现任南京大学计算机软件新技术国家重点实验室常务副主任、机器学习与数据挖掘研究所(LAMDA)所长、人工智能教研室主任。 主要从事人工智能、机器学习、数据挖掘、模式识别等领域的研究工作。

最后更新 2022-09-05
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主讲人 周志华
南京大学

    比如自动汽车驾驶。每天路上都开着很多车,每天都有很多的事故,人类每天死在交通事故上的人数已经超过了每天死在战争里的人数。很早以前大家就有一个梦想,能不能做自动驾驶汽车,如果汽车能够自动驾驶了,问题就没有了。今天出现的交通事故无外乎就有几种情况,一个酒后驾驶,一个疲劳驾驶,还有个新手驾驶。但是对机器来说,机器不会酒后驾驶,机器也不存在疲劳驾驶,机器更不会是新手,软件给它upload之后,它都是一样。理论上来说这个确实可以做到,因为开车就是方向盘打多少度,油门踩多大幅度,机器是可以做精确控制,比人控制的要好得多。但是为什么自动汽车驾驶技术做不出来,或者说以往一直没有做出来,因为我们没有办法事先在汽车厂里面,把你驾驶过程中出现的一切问题都设想到,没有办法把这些规则写出来,一旦什么情况发生,该采取什么动作。比如谁也不会想到我今天车开在路上,突然前面窜出来一个自行车,我该怎么办?到了乡村,突然前面来一个牛,看到牛该怎么办,看到猪该怎么办?我不可能把这些东西全部写到规则,需要汽车自己有处理紧急事件的能力,它通过很多以往的知识和以往的经验,能够知道现在发生这个事情,我该怎么做。这背后还是机器学习问题。

    今天自动驾驶汽车得到了非常大的发展,恰恰是因为在过去十年里,机器学习技术得到了非常大的发展。美国19世纪80年代就开始做了,世界上第一本机器学习的教科书是1997年Tom Mitchell写的Machine Learning里面有一章说我通过车载的摄像头,看到路面上是这样的情况,你来判断车该往哪开。当时用“神经网络”,“神经网络”的输出是告诉你车该往哪开。高速公路是比较好开的,因为它的标记很清楚,大家开车都比较规矩,车距保持得很好,难的是市区的公路,还有人、车、自行车混杂的交通,一直没有解决。科学技术发展有两个最大的推动力,一个是战争,一个是航空航天,其实都和战争有关系。美国有两个重要的部门,一个是DARPA,今天用到的Internet,都源于DARPA早期的研究;另一个NASA(航空航天局)。2004年DARPA推动了自动驾驶汽车的Grand Challenge。这和伊拉克战争分不开。美军发现每天死在运输途中的士兵数比在交火过程中更多,所以开始研究自动驾驶。当时分成两条路走,一是走运人的,一是走运货的。youtube有一些视频,做得像骡子、马一样像狗跑得特别快,能背很重的东西。2004、2005年,美国国防部高级研究计划局(DARPA)有了重大的进展。做报告的是Sebastian Thrun教授,当时在斯坦福大学,带领他的学生做了无人驾驶汽车,在内华达州沙漠比赛,开了250多公里,用了6个多小时。这个路非常复杂,到处都是沙,有的地方有陷下去,有的地方沙是会动的,要避开这些地方,最后这个车获得了胜利。他们用人来测,有15年驾龄的人类驾驶员开这段路大概要五个半小时。ThrunGoogle做在线教学课程——UdacityGoogle今天已经有很大的团队做自动驾驶汽车。以往大家认为谷歌公司是搜索公司、网络公司,其实已经开始有实体了,就是汽车。今天实用的自动汽车驾驶已经不再是个梦想,开始出现产品了。但有些法律障碍,比如车撞人后到底是谁的问题?美国几个州无人驾驶汽车已经可以上路了。这个研制除了传统的汽车公司之外,谷歌起了非常大的作用。有了这样一辆车之后,再和谷歌的地图结合起来,上车之后你告诉它,现在带我回家,它就可以带你回家了。而且它还可以根据谷歌地图检测到的交通流量,很聪明地找一些不会堵车的路,可能比人开得还要好。我们可以很好地建一个模型,这个模型把汽车上装的各种传感器收到的数据作为输入,我们在汽车厂里做各种训练,得到这样的思路之后,我该做什么样的操作。今后上路的时候,发生我没有见过的事情,这个模型可以给你合适的输出,让你做合适的操作。

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