Производительные компьютеры, обеспечивающие функции автопилота на машинах нового поколения, могут стать столь же мощными источниками углеродных выбросов, что и центры обработки данных. Таковы результаты подсчётов, проведённых учёными Массачусетского технологического института (США).

Источник изображения: Kenny Eliason / unsplash.com

Авторы исследования взяли за исходную точку предположение, что к 2050 году платформами автопилота будут оборудованы 95 % автомобилей, то есть около миллиарда транспортных средств в мире. Если уровень энергопотребления необходимых для этого бортовых компьютеров составит 840 Вт, то при средней продолжительности эксплуатации всего один час в день их совместный вклад в объёмы углеродных выбросов сравняется с показателями ЦОД на 2018 год. В 2018 году ЦОД обеспечивали 0,3 % мировых выбросов углерода — столько же, сколько Аргентина.

Учёные согласны, что их выводы пока носят преимущественно условный характер: сами подсчёты производить не так сложно, но в исходных данных пока значителен фактор неопределённости, потому что речь идёт о технологиях, которых ещё нет. К примеру, платформы автопилота высших (4 и 5) уровней пока находятся в области исследований, и за основу пришлось взять существующие алгоритмы глубоких нейросетей с показателями необходимых для их работы вычислительных мощностей.

В большинстве рассмотренных сценариев учёные установили, что средняя мощность бортового компьютера не должна превышать 1,2 кВт, а рост энергоэффективности электроники должен ускориться — она должна удваиваться каждые 1,1 года, а не каждые 2,8 года, как сейчас. По мнению исследователей, полностью автономные машины выйдут на дороги нескоро, поэтому ещё остаётся время на решение проблемы бортовых компьютеров и связанных с ними углеродных выбросов.

Среди потенциальных способов повышения эффективности учёные отмечают особую конфигурацию бортовых компьютеров, включающую в себя специализированные аппаратные компоненты и оборудование общего назначения, а также оптимизацию работы программных алгоритмов. И здесь важно избежать излишнего упрощения систем, чтобы не идти на компромисс с вопросами безопасности. Кроме того, придётся оценить вклад и других необходимых для работы автопилота компонентов — камер и сенсоров, которые в данном исследовании вообще не учитывались.

Исследователи из Массачусетского технологического института (МТИ) разработали технологию, которая позволяет им обучать быстродвижущихся дронов в виртуальной реальности. Система под названием Flight Goggles снижает число столкновений беспилотников с посторонними предметами.

Flight Goggles позволяет автономным дронам видеть и обучаться в виртуальной реальности, на самом деле находясь в пустом физическом пространстве. Система отслеживает движения беспилотника, с частотой 90 кадров/с показывает фотореалистичное изображение его местоположения и быстро передаёт картинку на процессор дрона. Исследователь Сертак Караман (Sertac Karaman) рассказал MIT News, что «дрон будет летать по пустой комнате и “воображать” совершенно иное окружение, обучаясь в нём».

Тесты доказали полезность изобретения. За 10 полётов, двигаясь со скоростью 8 км/ч, беспилотник успешно пролетел сквозь виртуальное окно 361 раз, а «врезался» лишь три раза — без какого-либо ущерба. Во время реальных тестов, которые состояли из восьми полётов, дрон смог преодолеть реальное окно 119 раз. Всего шесть раз он врезался или потребовал человеческого вмешательства.

«Если вы хотите быстро сделать высокопроизводительные вычисления, даже незначительные изменения в окружении приведут к падению дрона, — заявил Караман. — Вы не можете проводить обучение в таком окружении. Если вы хотите расширить границы того, насколько быстро можете производить вычисления, то вам нужно некое подобие виртуального окружения».

Система Flight Goggles изначально предназначена только для воздушных аппаратов, но в будущем может пригодиться и в области обучения самоуправляемых автомобилей. Используя технологии захвата движения и виртуальной реальности, можно было бы размещать на маршрутах машин движущихся людей и предметы. Это позволило бы избежать множества несчастных случаев.

Исследователи Массачусетского технологического института (МТИ) изобрели систему под названием AlterEgo, способную распознавать невербальные сигналы — то есть, по сути, читать мысли носителя. Разработка состоит из компьютерной системы и устройства, которое закрепляется за ухом, проходит по линии подбородка и заканчивается подо ртом пользователя.

Электроды носимого устройства улавливают нервно-мышечные сигналы в челюсти и лице, которые создаёт внутренняя речь — слова, которые человек произносит у себя в голове. Эти сигналы передаются системе машинного обучения, которая анализирует данные и связывает определённые сигналы со словами.

Система также может взаимодействовать с пользователем через «костнопроводной» наушник, передавая вибрации от лица к уху. Он предназначен для того, чтобы носителю было удобно получать нужную информацию, не прерывая разговор.

Исследователи протестировали систему в различных ситуациях, включая игру в шахматы, умножение и сложение, использовав в каждом случае лексикон из 20 слов. С этими 20 словами разработка достигает точности 92 %.

Со временем исследователи хотят достичь точности 100 %. Ещё один пример использования AlterEgo — выбор фильма для просмотра посредством управления тем, что отображается на экране телевизора.

Чтобы создать такое устройство, пришлось определить расположение лицевых точек с самыми надёжными нервно-мышечными сигналами. Для этого подопытным установили 16 электродов в разных частях лица и попросили четыре раза произнести в уме последовательности одних и тех же слов. Так было найдено семь самых эффективных зон. Теперь сотрудники института пытаются создать такое же устройство, но использующее только четыре точки на линии челюсти.

Лаборатория компьютерных наук и искусственного интеллекта МТИ (MIT Computer Science and Artificial Intelligence Lab, CSAIL) под руководством Стефани Мюллер (Stefanie Mueller) разработала чернила, способные менять цвет после нанесения на напечатанные на 3D-принтере предметы. Метод, который называется ColorFab, также включает в себя специальный интерфейс 3D-печати.

Система позволяет по многу раз динамически изменять внешний вид предмета. По словам Мюллер, в послужном списке которой числится лазерная система для создания точных 3D-моделей оригами, ColorFab работает примерно так же, как экраны на базе электронных чернил.

Интерфейс системы позволяет создать трёхмерную модель объекта и сразу настроить слой чернил. Когда объект напечатан, пользователь может изменять его цвет — целиком или отдельных частей. Для этого нужно выбрать через интерфейс необходимые области и активировать их с помощью ультрафиолетового излучения.

Чтобы создать такие чернила, Мюллер использовала обычную краску, фотоинициатор и фотохромные чернила — то есть те, цвет которых меняется под воздействием света. Раньше такие чернила могли давать только один цвет, да и то до тех пор, пока находились под ультрафиолетом. Метод ColorFab, в свою очередь, включает нанесение на предмет плотного многоцветного узора, что позволяет выборочно активировать и деактивировать с помощью света нужные цвета. К тому же, чернила Мюллер сохраняют цвет даже после выключения освещения.

ColorFab создан для 3D-принтеров, потому что вручную нанести детальный многоцветный узор очень трудно. В области 3D-печати фотохромные чернила раньше не использовались, поэтому пока на изменение цвета уходит довольно много времени — около 20 минут. Но Мюллер собирается усовершенствовать формулу и тем самым ускорить процесс. Она считает, что со временем появится возможность использовать методику для производства потребительских товаров — например, чехлов для смартфонов, цвет которых можно подбирать под одежду.

Дрон-дефибриллятор, разработанный Аэрокосмической лабораторией Московского технологического института (МТИ) совместно с компанией «Альтомедика», будет также использоваться службой медицинской скорой помощи для оперативной доставки медикаментов. Об этом сообщило Агентство городских новостей «Москва» со ссылкой на пресс-службу МТИ.

«Дрон создавался, в первую очередь, для медицинских служб, в частности, для „скорой помощи“, где и планируется его применение. Мы также рассматриваем возможность его применения для доставки медикаментов и биоматериалов, причём мы разработали специальный контейнер, который будет поддерживать необходимые для транспортировки условия, включая температуру, освещённость, демпфирование. Работы по совершенствованию дрона будут продолжаться. Главной задачей является повышение автоматизации и безопасности системы», — рассказали в пресс-службе вуза.

Дрон-дефибриллятор будет демонстрироваться на выставке Innoprom, которая пройдёт 10–13 июля в Екатеринбурге.

Беспилотник предназначен для доставки дефибриллятора к больному по воздуху в максимально короткие сроки. Прибор может работать как в ручном, так и в автоматическом режиме.

«Человеку достаточно наложить одноразовые электроды на больного и выполнить голосовые и визуальные подсказки. Дефибриллятор проанализирует ЭКГ, сохранит данные для врача и при необходимости произведёт серию разрядов в соответствии с международными рекомендациями по сердечно-легочной реанимации», — сообщается на сайте МТИ.