人工智能可将Google Project Loon气球在一个地方放置数周

Google Project Loon是Google Corporation的一个项目，旨在为地球偏远偏远地区的居民提供通信。在这样的地方，很难建立快速的Internet连接通道。有时问题是该地区地理位置不便，有时互联网服务提供商将“广泛”的通信渠道拉到几十个人居住的地区这一事实根本无济于事。

Google几年前就开始处理这个问题。该公司的工程师提议创建一个由平流层气球悬挂的功能强大的接入点网络。在平流层中，这样的气球可能会悬挂数周甚至数月，从而将Internet分布在广阔的领土上。

该项目正在进行中。去年，Google与Indosat，Telkomsel和XL Axiata等提供商达成了协议。完全安装了浮空器网络基础结构之后，这些公司将在气球上向接入点发出信号，并将这些信号广播到以前没有Internet或速度很慢的区域。

为了控制气球，该公司为自己的技术申请了专利。没错，这里我们谈论的是控制球的高度。但是，在空气层运动的影响下，气球的水平位移也很重要。在这种情况下该怎么办？从特定点离开接入点充满了通信中断。



Google工程师已经解决了这个问题。公司成功将热气球放在秘鲁其中一个地区上约100天。在整个这段时间内，对象位于大致相同的位置，而没有水平或垂直移动到关键距离。

气球从波多黎各发射。 12天后，他到达了秘鲁领土。一天，导航系统进行了数十次纠正动作，使球朝正确的方向移动。如果陆地上没有合适的气流，则球会移向所需气流所在的太平洋。为了在秘鲁境内停留14周，测试气球进行了2万多次路线校正。在那之后，球被植入没有任何问题。

该公司使用一种形式较弱的人工智能来控制其飞行访问点。最初，气球是使用专门设计的算法（同时考虑到许多因素）放置在同一位置的。这些是海拔高度，对象坐标，风速，一天中的时间，一年中的季节等等。问题在于，在发射平流层气球时，没有人知道这将如何结束：影响气缸的因素太多，其中有些是无法预测的。即，不能教导该算法立即解决由于球囊位移而引起的问题。因此，决定使用AI。 “我们不再花时间在一个地方支持气球的位置，而是花更多的时间在用户身上。”

通过控制气球，计算机系统正在逐渐学习。在一种情况下找到最佳解决方案后，如果条件重复或接近，她将在另一种情况下使用此解决方案。 “这些算法可以比任何人都更好地在一个地方处理气球，”以前负责Project Loon开发区之一的Sal Candido说。

汽车工作出色，但并不完美。问题是经常出现新的情况，这些因素严重影响球的运动。在这种情况下，必须重新进行计算，同时调整气球率。坎迪多捍卫了他对随机最优控制的科学工作。他将自己的经验带到了Google Project Loon。在这里，他决定应用该原则随机系统的最佳控制，以将气球网络保持在一个位置。

这已不是Google首次在项目中使用弱形式的AI。公司与AI合作最著名的案例是创建围棋游戏系统。 Google DeepMind部门的发展AlphaGo轻松击败了Lee Sedol这个世界上最强大的玩家之一。几个月后，由于DeepMind也开发了另一项AI服务，该公司能够将其数据中心的能耗降低40％。

没有谈论在Project Loon中使用神经网络的功能。相反，项目工程师应用了高斯过程的基础知识。。为了“训练”浮空器控制算法，工程师将以前的飞行数据上传至系统。总计，项目气球飞行了大约1700万公里。使用高斯过程，导航系统可以确定球的最佳路线，指示何时气球更适合上升和下降。该公司的员工开发了模型来预测不同高度的空气团的运动。



计算机系统的预测仍然不理想。在某些情况下，她是错误的。并不是因为它的效果不好，而是因为平流层的天气状况是可以预料的。为了减少错误的百分比，专家们采用了刺激性的计算机系统培训方法。甚至在做出气球轨迹的预测之后，基于地面的系统和球传感器仍会继续监视天气状况。如果发生变化，则可以根据新数据更改轨迹的初步预测。所有工作都是实时进行的。

Candido表示，只有借助公司的资源，才可以使用AI来调整气球的运动并管理整个空中访问点网络。所有计算均在其功能强大的数据中心中进行。而且需要处理的数据非常非常多。据Project Loon项目的参与者说，到目前为止，计算机系统的工作还远远不够完善。但是即使那样，机器学习仍然可以工作，并且随着时间的流逝，计算机对气球的处理越来越好。



完善服务体系。例如，要从2015年开始投放，““。这是一个特殊的平台，四人一组可以每15分钟发射一个浮空器。在创建平台之前，每次发射都是一个完整的事件。要成功地向平流层发射一个球，需要5-7个人，他们可以在45岁时发射一个球分钟的风速不超过每小时9公里（现在风速可以超过此值，达到24公里/小时）。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN397921/