通过观察其他车辆来学习如何驾驶的汽车
作者：吉娜·曼蒂卡哈里里计算和计算科学与工程澳门威尼斯人注册网站研究所
自动驾驶汽车由机器学习算法驱动，需要大量的驾驶数据才能安全运行。但是，如果自动驾驶汽车可以像婴儿学习走路一样学习驾驶——通过观察周围的人并试图模仿某些动作——那么它们需要的数据就会少得多。哈里里澳门威尼斯人注册网站研究所（Hariri Institute）初级教员、电子与计算机工程助理教授Eshed john - bar开发了一种高效、安全、协作的模式，用于观察和预测其他汽车的行为，从而训练自动驾驶汽车。
john - bar和电气与计算机工程专业的博士生Jimuyang Zhang最近在2021年计算机视觉与模式识别会议（CVPR 2021）上展示了他们的澳门威尼斯人注册网站研究结果。
该团队训练模式的想法来自于增加澳门威尼斯人注册网站研究人员之间数据共享和合作的愿望。自动驾驶汽车需要大量的驾驶数据来学习如何安全驾驶，一些世界上最大的汽车公司对其庞大的数据保密，以防止竞争。“有很多自动驾驶公司，每家公司都经历了同样的过程：取车、装传感器、付钱让司机驾驶汽车、收集数据、教汽车驾驶，”约翰-巴尔说。共享驾驶数据可以帮助公司更快地创造安全的自动驾驶汽车，让社会上的每个人都能从合作中受益。john - bar强调，目前没有一家公司能够独自解决这个问题，因为目前的人工智能系统需要大量的数据才能正常工作。“数十亿英里只是现实世界事件和多样性海洋中的一滴水。然而，一个缺失的数据样本可能会导致不安全的行为和潜在的撞车事故，数十亿英里只是现实世界事件和多样性的海洋中的一滴水，”约翰-巴尔说。
澳门威尼斯人注册网站研究人员提出的机器学习算法利用了其他汽车的数据。该算法估计该地区其他车辆的视点和盲点，从而创建一个鸟瞰周围环境的地图。这些地图可以帮助自动驾驶汽车探测障碍物，比如其他汽车或行人，并可以用来了解其他汽车如何转弯、协商和让步，而不会撞到任何东西。然后，通过将周围车辆的动作转换为自动驾驶汽车自己的参考框架，来训练自动驾驶神经网络。这些其他汽车可能是没有任何传感器的人工驾驶汽车，也可能是另一家公司的自动驾驶汽车。由于对一个场景中周围所有车辆的观察是算法训练的核心，这种“通过观察来学习”的模式鼓励数据共享，从而提高自动驾驶汽车的安全性。
欧巴和张在两个虚拟城镇测试了他们的自动驾驶汽车——一个有与训练环境类似的直接转弯和障碍，另一个有意想不到的曲折，比如五十字路口。在这两种情况下，澳门威尼斯人注册网站研究人员发现他们的自动驾驶神经网络很少发生事故。只需要一个小时的驾驶数据来训练机器学习算法，自动驾驶汽车就能在92%的情况下安全到达目的地。“虽然以前最好的方法需要几个小时，但我们很惊讶，我们的方法只需要十分钟的驾驶数据就能学会安全驾驶，”约翰-巴尔说。
虽然这些结果是有希望的，但约翰-巴尔说，在处理复杂的城市环境方面仍存在一些开放的挑战。“考虑到观察车辆的角度、传感器测量中的噪音和遮挡以及不同的驾驶员是非常困难的，”john - bar说。
该团队教授自动驾驶汽车如何自动驾驶的范例也可以用于其他技术。“这种机器学习模式可以应用于许多其他系统，”约翰-巴尔说，“送货机器人甚至无人机都可以通过观察环境中的其他人工智能系统来学习。”