Oscar: система автоматического сопровождения целей на основе искусственного интеллекта

Электроника и софт
Следующая статья

Экспедиция Pole2Pole: через полюс к звездам

Предыдущая статья

Киран Хаслам, директор по маркетингу Princess Yachts, о роли социальных сетей в яхтенной индустрии

Искусcтвенный интеллект на службе у яхтсменов.

Совершенствование искусственного интеллекта для управления беспилотными транспортными средствами в последние годы переживает многократный подъем, и разработанные для роботизированных автомобилей технологии постепенно приходят в судоходство. Одну из доступных для приобретения систем автоматического сопровождения целей и предметов на основе искусственного интеллекта разработала французская компания BSB Marine в партнерстве с австрийской BSB Artificial Intelligence.
Система получила человеческое имя Oscar и состоит из двух инфракрасных тепловизионных камер, цветной видеокамеры, гироскопического датчика и вычислительного блока. Камеры непрерывно сканируют пространство в их поле зрения, и на основе поступающей с них информации Oscar способен обнаруживать объекты, возвышающиеся над водой на метр и более на расстоянии до 150 м. При этом температура объектов не обязательно должна отличаться от температуры воды: тепловизоры Oscar имеют высокое разрешение и способны улавливать даже минимальную разницу температур объектов разного цвета (с разным коэффициентом излучения). То есть, даже если находящиеся в воде предметы разного цвета имеют одинаковую температуру, тепловизоры увидят их по-разному.
Камеры и гироскопический датчик заключены в водонепроницаемый корпус с вентиляционным клапаном (закрыт мембраной Gore-tex) для выравнивания давления и предотвращения образования конденсата. Для оптимальной работы блок камер необходимо разместить на самой высокой точке судна — топе мачты, если речь идет о парусной яхте, а в случае моторной — на высоте восемь и более метров над поверхностью воды. Использованные в системе тепловизоры в тумане видят в три раза дальше человеческого глаза (в дождь — на уровне с ним), а заявленные температурные условия эксплуатации составляют от -10 до +45 °С. По словам разработчиков, на морозе у «Оскара» не должны возникнуть проблемы, так как при работе камеры выделяют тепло и сами подогревают корпус изнутри.
Oscar подключается к современным многофункциональным дисплеям Raymarine, B&G, Furuno и Garmin через интерфейсы NMEA 2000 или Ethernet и умеет определять точное местоположение объектов в поле зрения камер, вычислять дистанцию до них, относить к тому или иному типу и предупреждать рулевого о сближении.

Как это работает?

Прежде всего, искусственный интеллект «Оскара» нужно научить узнавать и типологизировать различные объекты на воде, а для этого необходимо огромное количество «тренировочных» изображений. BSB Artificial Intelligence сотрудничает с парусными яхтами, которые оборудованы Oscar и ходят вокруг света. Разработчики получают от них сотни тысяч фотографий встреченных в море объектов (судов, буев, айсбергов и т. д.), отсматривают и классифицируют их, а затем «натаскивают» нейросеть на безошибочное распознавание. Для этого нейросеть требуется обучить, но, учитывая заведомо меньшее число возможных ситуаций и объектов на воде, сделать это в целом легче, чем искусственный интеллект автомобиля. На данном этапе все кадры для Oscar размечают вручную, но в будущем система сможет активно обучаться сама, а люди будут размечать только те кадры, с которыми у нейросети возникли сложности.
Все подтвержденные обнаруженные объекты отображаются на цифровом ситуационном планшете (приложение для смартфонов, планшетов и бортовых компьютеров), где цветом размечены три зоны опасности, радиус которых пользователь может задавать самостоятельно. Сейчас для каждой зоны просто срабатывает свое предупреждение, но в будущем Oscar научится самостоятельно избегать столкновения и по сути превратится в интеллектуального авторулевого.
С каждым обновлением программного обеспечения Oscar становится умнее и справляется с задачей все лучше. Чтобы ускорить его обучение, разработчики предлагают владельцам системы сохранять снимки с камер и передавать их BSB Artificial Intelligence в обмен на бесплатные апдейты, которые сейчас выходят раз в месяц или даже чаще. Здесь встает вопрос приватности, ведь, проанализировав снимки, теоретически можно определить, где побывала яхта. «Мы не можем отследить перемещения судна по фотографиям, — отвечает на это Мартин Каттнер, менеджер проектов BSB Artificial Intelligence. — Во-первых, они поступают к нам не по Интернету, а в режиме офлайн. Владелец подключает к системе жесткий диск объемом 4 ТБ, на который помещаются снимки за две недели плавания, а наш курьер забирает его, когда яхта приходит в марину. Во-вторых, хотя в метаданных и записываются GPS-координаты, мы обезличиваем снимки и не связываем их с конкретной лодкой». Доверять BSB Artificial Intelligence в этом вопросе или нет, личное дело каждого, но, по их словам, до сих пор никто не отказывался предоставлять фотографии, поэтому компания еще даже не определила стоимость апдейтов для тех пользователей, которые опасаются утечек данных с ее стороны.
BSB Marine предлагает несколько модификаций Oscar: компактную (144×114×96 мм) облегченную (700 г) версию с вынесенным вычислительным блоком (1,5 кг) для спортивных парусников (угол зрения тепловизоров 50°, работает на скорости до 30 узлов); стандартную версию весом 1,3 кг со встроенным вычислительным блоком для моторных яхт (предел скорости 40 узлов) и кастомную версию для суперяхт (вес около 6 кг), состоящую из трех сопряженных модулей с полем зрения по 123°, которая обеспечивает круговой обзор. В парусной версии предусмотрен сервомотор для компенсации положения блока камер относительно вращающейся мачты, тогда как другие версии монтируются неподвижно. Стоимость базовой версии Oscar начинается от 20 000 евро без учета налогов, модификация для спортивных парусников обойдется в 24 000 евро, а кастомные версии для суперяхт не продаются отдельно, поскольку изготавливаются и настраиваются под конкретное судно.

Замена человеку?

Искусственный интеллект «Оскара» основан на автоматическом глубоком обучении. В какой-то момент он, как ребенок, прежде долго смотревший на море, начинает сам узнавать суда, отличать их от глыб льда и предупреждать вахтенного в рубке, но если в море попадается что-то доселе невиданное им, то самостоятельно классифицировать объект он не сможет. Но как только «Оскар» достаточно разовьется и научится предупреждать столковения судов по правилам МППСС-72, это станет прорывом, поскольку будет устранена многозначность принятия решений при расхождении судов в море. Человек в ходовой рубке всегда может чем-то пренебречь, неверно истолковать правила или попросту попытаться обмануть человека на другом судне. День, когда интеллектуальный авторулевой устранит человеческий фактор, можно будет считать истинным началом эпохи автономных судов.

Владельцы Oscar передают разработчикам фотографии объектов со всего мира

Дата:

02.03.2020

Текст

Антон Черкасов-Нисман

Фото

BSB Marine, Eloi Stichelbaut, Yvan Ravussin

Следующая статья

Экспедиция Pole2Pole: через полюс к звездам

Предыдущая статья

Киран Хаслам, директор по маркетингу Princess Yachts, о роли социальных сетей в яхтенной индустрии

Новые материалы
Похожие статьи