Учёные создали робот-манипулятор для керлинга на базе AI под названием "Кёрли", который конкурирует на кёрлинговом льду в реальном мире. Роботизация поможет сбалансировать тренировки в случаях нехватки спортсменов.
Были предприняты многочисленные попытки применения технологий искусственного интеллекта в реальных условиях за пределами ограниченной лабораторной среды. Это сложная проблема, поскольку в реальном мире существует множество переменных, которые меняются с течением времени, что может оказать глубокое влияние на эффективность искусственного интеллекта.
Кроме того, в реальном мире существует высокая степень неопределенности, которая слишком сложна и плохо поддается моделированию с необходимой точностью. Таким образом, возникает необходимость учитывать неопределенность в моделировании, а также измерять и аппроксимацию изменений в реальных условиях.
Было предложено использовать сложную игру в кёрлинг в качестве тестовой площадки для демонстрации взаимодействия системы искусственного интеллекта с реальным льдом.
Кёрлинг (олимпийская дисциплина) - это пошаговая игра, в которой две команды играют поочередно на льду, что требует высокого уровня стратегического мышления и производительности. Когда мы смотрим на кёрлинг с точки зрения ИИ, по сравнению с настольными играми, такими как шахматы или го (легко поддающиеся ИИ), они значительно отличаются друг от друга.
Во-первых, кёрлинг имеет значительное количество легальных ходов, потому что игра проходит в непрерывном пространстве. Во-вторых, из-за столкновений камней, кёрлинг требует сложного и трудоемкого физико-математического моделирования для точного описания и имитации возможных действий на следующем этапе.
В последние годы исследования по стратегии ИИ в области кёрлинга активно проводились в виртуальной среде симуляторов. В действительности же лёд имеет сильно варьирующиеся условия и т.д., поэтому неопределенность гораздо больше, чем можно было бы ожидать от моделирования в виртуальном мире.
Состояние камня время от времени меняется в зависимости от температуры, влажности, ледогенераторов, времени, прошедшего с момента окончания технического обслуживания, объема уборки во время игры и т.д. То есть, при подаче камней для скручивания с одинаковым направлением, силой, траектория движения камней будет сильно различаться с течением времени.
Кроме того, большая часть стратегических событий проходит в радиусе 1,83 метра от района расположения “дома”, примерно в 40 метрах от него. По сравнению с достаточно контролируемым (виртуальным) приложением для настольных игр (например, шахматы, го и т.д.), реальное применение ИИ для кёрлинга является непростым.
Как реализовано
Основная серверная часть системы AI Curling robot system находит оптимальную целевую позицию, основанную на координатах камня, оценочной неопределенности и текущем состоянии игры. Также разработан физический симулятор вращения, предназначенный для настройки параметров (т.е. угла выброса, скорости, направления вращения и т.д.). Этот симулятор помогает ИИ установить оптимальную стратегию в реальных условиях ледового покрова. Интеллектуальная компенсация неопределенности позволяет роботу бросать камни точно в нужные точки в реальных условиях, хотя все отдельные подкомпоненты системы искусственного интеллекта ограничиваются погрешностями.
Калибровка льда
Самое поразительное отличие кёрлинга от других игр состоит в том, что человеку или роботу практически невозможно отправить камень в нужное место (имейте в виду, что люди могут быть дополнительно ограничены в своей точности из-за нервозности). Калибровка должна соответствовать разнице в траектории между реальной средой ледового покрова и средой виртуального физического симулятора. Следует отметить, что установленные стратегии существенно различаются в зависимости от того, насколько точно фокусируется неизбежная неопределенность даже в одной и той же игровой ситуации.
Стратегия....
Учёные разработали стратегию - AI, основанную на обучении персонала и алгоритме поиска по древовидным алгоритмам, используя физические моделирования и оценочные значения. Таким образом, появилась возможность реализовывать не только стабильные, но и конкурентоспособные стратегии.
Роботы для кёрлинга
Построены два одинаковых робота (работающих в режиме пропуска и метания соответственно), каждый из которых оснащен модулями видеоанализа, передачи данных и управления метанием, включая управление тягой. Робот- метатель выполняет стратегию на ледяном покрове, удерживая и вращая камень для закручивания и освобождая его, разворачивая захват. Робот-пропускник может распознать координаты камней или траектории движения камней.
Роботизированная система для кёрлинга на основе искусственного интеллекта, наглядно демонстрирует возможность применения технологий искусственного интеллекта в условиях высокой степени неопределенности в реальной жизни.