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无人船自动航行要成功4
http://www.sailed4seas.com/cn/ 李文愚的个人网站
李文愚的个人网站 235 新北市中和区中山路２段2巷13弄18号4楼
猫一套，狗一套，每个人都有一套 。 这是一个老水手的智慧， 每一种动物都有他身体的特殊构造，配合他基本的直觉，以便在这个世界上生存。 就像猫有爪子与夜间的视力，他的身体有很强的平衡能力，就算从高空坠落，也不会受伤，猫适合在夜间活动，与在树林间 穿梭。狗只会大声叫，晚上什么东西都看不到，也没办法爬树，就算危险来临的时候 ，也一样，所以都只能成群结党 ，以便在地面上求生存。 他没有退路， 对於这些动物来讲，他的身体构造特殊技能， 没有比较好或是比较坏的 差别，有的只是为了适应环境的不同，所产生的需要。 每个人都有自己的一套，但是 相对於动物来讲，就没有那么明显。 想像一下，一条小蛇刚刚破壳而出，就已经有能力去寻找食物求生， 一只小的海龟 ，刚破壳出来，就需要在沙滩上奋力前行，直到大海， 这样才有活路。 人类相对於其他动物来讲，出生的时候是非常的脆弱，我们是因为有父母亲的保护，才能够学到适当的方法以便 面对生活的挑战。这些学习的过程与材料，是如此的不同，想像一个在北极圈出生的婴儿，跟在热带雨林里面生存的小孩，他们要面对如何不同的环境。所以我们人类就会有不同的谋生技能，以及生存的问题。每个人在出生的时候，都是具有相同的反射动作， 保护我们最基本的生存需求。就像婴儿 脸部如果碰到水，就会自动停止呼吸， 但是这样的反射动作，经过几个月以后，就会消失 ，如果我们没有经过记忆的反覆强化与习惯的养成，这些我们与生俱来的反射动作，就是我们列祖列宗留在我们身上的印记。 选择性的记忆 我们的记忆是，依照我们的喜好，而具有选择性的 。那是由四个部分所组成的，第一是感官记忆， 第二是短期记忆 ，第三是长期记忆 ，第四是我们的工作记忆，这四种记忆主导著人类的所有活动，但是我们已经太习惯於他的使用 ，所以已经没有自觉了，这是从我们孩提时代，就养成的惯性 。如果这些记忆，已经有些失焦变形或模糊 ，我们都没有办法，使用自己的力量去修正它。 我们如果能够充分了解，它的功能与限制，才能够增进我们各方面的能力。 感官记忆是由我们五种感官，眼耳鼻口与皮肤 得来的， 大部份的世界我们都没有办法，用我们的手或者身体去接触到， 我们舌头能够尝到味道的东西，那就更少。 我们的嗅觉 ，最多只能闻到几步外的人类气味 ，而且还要看风是往哪一个方向吹。所以这三个感官触觉 嗅觉 味觉， 都是需要在我们幼年的时候，由我们的父母亲来监督使用， 才不会让我们受到不必要的伤害，例如碰到太烫的东西，吃喝到有毒的食物跟气体。 我们的认知过程，大部分是依赖於我们的能力，去找出有用的线索， 然后去发觉什么东西， 看起来很奇怪， 一旦我们注意到某些事情， 有所不同， 我们就会试著去记忆 ，经由几分之一秒时间之内，眼睛的观察， 去记忆它的图像。 只要短暂的显示，人们经常会报告，他们看到的东西，远比他们能够用嘴巴说出来的东西还要多。 这些他们嘴巴说得出来的，最多五 六样，是逻辑性的记忆， 会让他们有更多的注意力，是他的意识。 那些他们嘴巴没办法说出口的，事实上是被他的 潜意识所感觉到的 图像记忆， 可以短暂的储存一个画面，储存的时间，只有0.2秒的长度，至於潜意识能够储存的图像内容有多少，也没有人能知道，各位可以回想一下，当你第一眼见到你老婆的时候，你还记得多少细节。 我们通过听力，可以听到我们的老师/磁带/ MP3提供的演讲，或者通过我们自己的默念，来建构世界的能力。声音记忆是另一种类型的感官记忆，可以短暂存储大约2秒钟的声音。声音记忆比图像记忆，需要更长的时间，是因为人类的言语交流，必须以可识别的语法，逐个地构建他人的意思。一个字或一个声音，不能正确地表达我们的意图，就像老话说的“一张照片胜过千言万语”。只要看一眼，我们可以讲2秒以上的故事，因为图片提供更多的线索，通过适当的培训，这可以引起我们更多的学习效果。这就是为什么，新型避碰训练，需要更多的图像线索，而不仅仅是逻辑上理解，船长或教师在船桥模拟器中，提供的口头说明。通过了解这些记忆的限制， 我们才能了解，沟通的困难，而不是把沟通，当作是单向宣导的理所当然。 我们的五种感觉器官，是人理解世界的界面。我们所知道的一切，都是从这些感觉5加5开始的。系统记忆，包括我们在特定时间，所拥有的所有感官记忆（每次5 加减 2个项目），并且累积了无数次5 加/减 2个项目的实例，多年后，在逻辑上合理化我们感觉到的世界。最重要的是，这些逻辑合理化的记忆强度，取决於当时的情绪。不用说，每个人都知道逻辑是有意识的，情绪是潜意识的。我们当时的情绪，提供了在下一次发生同样事情时，作出反应的速度，情绪越强，反应越快。 如果没有情绪或感觉发生，我们的训练或学习，最有可能是被浪费了。 我们在这里澄清意识和潜意识的原因是，“大多数人为错误，是在没有我们的感觉的情况下引起的"，而当时错误链，有可能已经蔓延到致命的危险。这个世界上，有最复杂精密感觉的是大象，每个人都知道大象是智慧的。 但是，最大的动物生活在土地上，有比地球上所有的动物，都敏感的感觉记忆，大象有世界上最长的鼻子和最大的耳朵，为什么最大的动物，需要能注意到最轻微的危险信号？这意味著 我们应该知道什么吗？没有感觉，就没有学习的能力。 短期记忆 ，容许我们找回持续数秒到一分钟前的感官记忆，无需回想。 令我们惊奇的是，短期记忆存储容量是非常有限的：实验表明，短期记忆存储量是7±2项（“乔治・米勒（1956）神奇数字7±2”）。 现代研究的估计，短期记忆的容量甚至更低，通常为4-5项; 然而，可以通过称为区块化的过程，来增加其内容量。 例如，在回忆10位数字的电话号码时，人们可以将数字分成三组：第一组，区号（例如123），然后是三位数的区块（456），最后一个四位数的区块7890）。 这种记住电话号码的方法，比尝试记住10位数字的数字串更有效; 我们可以将信息，分成有意义不同区块的这种能力，在我们的认知过程中，是非常重要的，我们将在以后的章节中讲解。 感官记忆和短期记忆的存储 ，通常具有严格的容量和持续时间，这意味著信息不会被无限期地保留（如果我们不马上忘记外面的世界，我们的大脑很快就会被噪声淹没）。相比之下，长期记忆可以存储大量的信息，持续在无限时间内（有时是一辈子这么长）。它的容量是无法估量的。例如，给一个随机的七位数字，我们可能会记住，只有几秒钟，然后忘记，这表明它是存储在我们的短期记忆中。另一方面，我们可以通过重复几次，多年后，仍能记住这组特定的电话号码;这种信息，就是存储在长期记忆中。重复次数决定了，我们大脑记住它的倾向。除了数据的重复次数，存储在我们大脑中资料的持续时间，对於建立长期记忆也很重要。科学家已经证明，长期记忆，只能在两个月后，才能形成。通过用电击参与者，以测试他们大脑中的长期记忆，需要多久时间，能剩下多少。电击，可能会导致他们，忘记两个月内学习的任何事情(短期记忆)，但是他们在电击前两个月的知识和技能(长期记忆)，仍然是完整的。了解这些长期记忆的限制，在我们自学与教学的时候，可以有更正确的做法。 Long term memory consist of two part : Procedural Memory, like fasten shoes string or get up from bed. We knew exactly how to do it but cannot tell where, when and why we can do it. These procedural memory is what we can do unconsciously but not knowing why. For those long term memories of what, who, where had happened we called it Episodic Memory or Context memory, like the memory of our wedding ceremony. These are memories we can rationalize it and present it in verbal consciously. Anything in conscious is slow like speech and anything in unconscious caqn be fast like running. Most of the time, we are doing things in unconscious, including our mistake, human error. 长期记忆由两部分组成：程序记忆，如绑鞋带，拿筷子或从床上起床。 我们知道如何做，但不知道我们在哪里，何时学会，以及为什么会做。 这些程序记忆我们会无意识地的做，经常也不知道为什么这么做。 对於那些长期的回忆，可以说得出谁，哪里，发生了什么事，我们称之为“剧情记忆”或“情境记忆”，就像我们婚礼的记忆。 这些都是我们可以合理化的回忆，并且在言语上，有意识地呈现出来。 任何有意识的事情，都是缓慢的，就像演讲，任何无意识的事情，才能够很快，就像跑步。 大多数时候，我们都在无意识地做事情，包括我们的错误，人为错误。而我们的适职能力，需要的是我们无意识的程序记忆。 https://youtu.be/sqtEdu2UOGU http://www.sailed4seas.com/cn/hot_409143.html 猫一套 狗一套 2023-11-16 2024-11-16
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首页 ＞ 最新消息 > 无人船自动航行要成功

无人船视觉系统只能辨识目标。连目视了望的能力都没有，注定失败的命运，连避碰的基本原理都不懂，就推出IBM, 甚么智慧学习系统，都是学者教授骗钱的东西。
自动航行要成功，只有一个要件，无人船专用航道，没有这个东西，绝对不可能成功，这是避碰的基础。

AI船长即将面世！向船员发起正面挑战？

原创 海事服务网

IBM联合Promare开发了新型智能航行系统“AI船长（AI Captain）”，以推动900亿美元智能航运市场的发展

IBM Edge，人工智能技术和超过一百万张航海图象是船舶在海上进行自主感知，思考和行动的核心

日前，IBM和海洋研究组织ProMare宣布，最新研发成功的“AI船长”将於本月晚些时候进行海上测试，届时将帮助“五月花”号自主驾驶船(May flower Autonomous Ship，简称“MAS”)完成2020年9月的跨大西洋航行。

该试验将在英国普利茅斯（Plymouth）海岸附近的一艘载人研究船上进行，实验将评估“AI船长”如何使用摄像头、人工智能设备以及边缘计算技术等进行掌舵和航行，并安全避开航行中其他船舶、浮标以及其他可能遇到的海上障碍物和危害，从而为2020年9月的跨大西洋航行做充分准备。

“五月花”号自主驾驶船航线图

“五月花”号自主驾驶船（“MAS”）将於今年9月进行的跨大西洋航行将还原第一艘五月花号四百年前的首航路线，从英国普利茅斯航行至美国的马萨诸塞州普利茅斯，全程无需任何船长或船员，完全自主航行并躲避海上危险。如果航行成功，它将成为有史以来首批跨越大西洋的自主航行的、全尺寸船舶，并将开启一个自主驾驶研究船舶的新时代，推动商用无人自主驾驶船的发展。

“
到2030年，智能航运市场将从现在的900亿美元增长到超过1300亿美元，但当今许多自主驾驶穿实际上只是实现了自动化系统，无法动态适应新情况，并严重依赖於操作员的控制。
“五月花”号自主驾驶船首席技术官唐・斯科特（Don Scott）表示：“通过采用IBM的Power服务器、AI、云，以及边缘计算技术的整合，我们的目标是使Mayflower能够在海上某些最具挑战性的情况下独立航行。”

“AI船长”将接受首次“面试”

“五月花”号自主驾驶船将依靠IBM先进的AI和边缘计算系统在海上进行感知、思考和决策，即使没有人工干预也是如此。目前，“五月花”号自主驾驶船舶的船体目前正在波兰格但斯克(Gdansk)，由Aluship Technology建造和装配，并且已进入最后阶段，今年晚些时候将被运往英国普利茅斯。

“AI船长”的原型将首先在英国海洋实验室所运营的的“Plymouth Quest”号载人研究船上进行海上测试实验，实验将於3月份在Smart Sound Plymouth海域进行，将有助於评估“五月花”号自主驾驶船“AI船长”在现实航行情景中的表现，届时“Plymouth Quest”号的船员将全程对海上测试进行监视，并提供宝贵的反馈意见以帮助改进船上的机器学习模型。

历时两年的研究，收集100万张航海图象

历时长达两年的研究和实验，“五月花”号自主驾驶船的团队通过使用从英国普利茅斯海峡的摄像头以及开源数据库收集超过一百万张航海图象，来训练船舶的AI模型。
为了满足机器学习的处理需求，该团队使用了由IBM Power9 CPU和NVIDIA V100 Tensor Core GPU推动的IBM Power AC922，这与世界上最智能的AI超级计算机使用的是同一种技术。
现在，通过使用IBM的计算机视觉技术，“五月花”号自主驾驶船的“AI船长”已经能够独立发现和识别船舶、浮标及其他障碍物，例如陆地，防波堤和海上碎片等。

数据本地化处理

由於“五月花”号自主驾驶船在跨大西洋航行中将无法访问高频宽连接，因此它将使用由多个板载NVIDIA Jetson AGX Xavier设备提供支持的完全自主的IBM边缘计算系统。在海上时，“五月花”号自主驾驶船将在NVIDIA Jetson上本地处理数据，从而提高了决策速度并减少了船上的数据流和存储量。
边缘计算技术对於“五月花”号这样的自主驾驶船舶来说是至关重要的。“AI船长”需要感知其周边环境，并根据现实状况做出明智决定，然后在最短的时间内对这些决策采取行动，而数据本地化处理既能保证连接的稳定，同时确保数据不受网络威胁的侵害。
IBM边缘计算系统总裁兼首席技术官Rob High介绍说，“IBM的边缘计算解决方案旨在支持诸如“五月花”号自主驾驶船之类的关键任务的工作负载，将云的功能以及Red Hat Enterprise Linux的安全性和灵活性一直扩展到网络边缘，即便船舶处在大洋之中也独自处理。”

安全有保障

除了达到在最短时间内完成跨大西洋航运的总体任务目标外，“AI船长”还将利用IBM的规则管理系统（ODM）来遵循《国际海上避碰规则》（COLREG）以及《国际海上人命安全公约》（SOLAS）的规定。ODM在金融服务行业广泛使用，特别适合“五月花”号自主驾驶船项目，因为它提供了决策过程的完全透明记录，避免了“黑匣子”情况。

由於天气是影响航行成功的最重要因素之一，因此“AI船长”将使用The Weather Company的预报数据来帮助做出导航决策。此外，还有一个安全管理的系统（在RHEL上运行）将进一步审查“AI船长”的所有决定，以确保这些决定对五月花号及其附近其他船只而言是安全的。

那么，现实航行中，
——“AI船长”如何进行感知、思考和行动？

例如，假设“五月花”号自主驾驶船航行在公海中，即将靠近好望角，目前没有卫星连接。前方的一艘货船与一艘渔船相撞并洒落了部分货物。在这种假设的情况下，五月花”号自主驾驶船的“AI船长”将如何独立评估情况，并决定采取何种行动呢？

首先，感知——评估当前环境并识别危害

•雷达——探测到“MAS航行路线中前方2.5海里的多种危险障碍物

•船载摄像头向IBM计算机视觉系统——提供视觉输入，该视觉系统将危害识别为：货船、渔船和三个漂浮在水中的部分淹没的集装箱

•船舶自动识别系统（AIS）——提供有关货船的类别、重量、速度、货物等的特定信息。

•GPS导航系统——提供MAS的当前位置、航向、速度和路线

•MAS的海图服务器——提供有关其选定路线的地理空间信息

•The Weather Company系统——提供天气数据

•姿态感测器–评估当地的海况

•温度计——提供水深测量

•船舶管理系统——提供运营数据，例如MAS的电池电量、功耗、通信、科学有效载荷等。

其次，思考——评估决策

•IBM Operational Decision Manager（ODM）评估附近其他船只的COLREG并生成指示未来“不安全”情况的风险图

•MAS的“AI船长”接受ODM建议、计算机视觉输入数据，当前天气状况及天气预报数据，并评估几种避免危险的方案

最后，采取行动——选择最佳行动方案并命令船舶采取行动

•在这种假设的情况下，“AI船长”确定MAS的最佳动作是向右转舵以避免意外的航行危险

•MAS的安全管理系统验证该决定是否安全

•“AI船长”指示MAS的船舶管理系统更改航向和速度。

由於海洋是一个不断变化的动态环境，因此“AI船长”将不断重新评估形势，并随著形势的发展更新号“五月花”的航向。

实验船：“Plymouth Quest”号

此次3月份“AI船长”的海上试验将在“Plymouth Quest”号进行大约两个月，由该船船长和船员参与和指导。在测试的第一阶段，“AI船长”的推理引擎以及有关可见性的数据将通过“Plymouth Quest”号的雷达、AIS、GPS和导航系统接收输入；摄像头、计算机视觉系统，边缘计算及自主功能将在4月开始的下一阶段测试中进行。

“AI 船长”表现会如何，我们拭目以待吧！

正面挑战已经到来，船员朋友们该如何应对？

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