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澳大利亞測試 AI 消防機器人叢集:自主協作滅火,成功率 99.67%

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據報道,澳大利亞 Cyborg Dynamics 與格里菲斯大學完成 AI 消防機器人叢集測試,取得 99.67% 的滅火成功率。系統採用多智慧體強化學習,讓實體無人地面車與虛擬隊友自主分工、避障並撲滅多處火情,能大幅減輕高危場景下的人工操控負擔。

澳大利亞測試 AI 消防機器人叢集:自主協作滅火,成功率 99.67%
圖:interestingengineering.com

在火災現場派機器人滅火早就不是新鮮事,但過去的辦法大多是操作員坐在螢幕前,像玩遙控玩具車一樣小心翼翼地一輛一輛開。要是碰到多處同時起火的大場面,人腦根本處理不過來。

最近澳大利亞的工程師們換了個思路。Cyborg Dynamics Engineering 聯手格里菲斯大學搞了一套由 AI 驅動的消防機器人叢集,在測試中拿下了 99.67% 的滅火成功率。

這項由昆士蘭國防科學聯盟資助的研究,論文已經發表在《Engineering Applications for Artificial Intelligence》上。最讓人眼前一亮的不是機器人有多抗造,而是它們能像一支訓練有素的消防小隊一樣自己分工協作。

虛實結合的「三步特訓」

團隊用到的核心技術是多智慧體強化學習,簡單來說就是讓多個 AI 在環境裡通過不斷試錯來摸索合作門道。

為了教會這群機器人,格里菲斯大學的周哲博士團隊設計了一套三階段訓練法。第一步只讓單個機器人學習基礎導航,第二步升級到多個機器人一起走位避障,到了第三步,機器人需要在滿是障礙物的複雜環境裡,互相配合撲滅多處火源。

測試現場也很有意思,他們沒有鋪張地拉來一整個車隊,而是採用虛實混合的方式,用一臺真實的無人地面車帶著最多四臺虛擬隊友一起跑。在測試中,實體車一邊繞開真實障礙,一邊和虛擬隊友即時配合,自主分頭撲滅了兩處模擬起火點。

從遙控小車到自己分工的蜂群

其實 Cyborg Dynamics 之前就已經在澳大利亞的礦區部署了消防無人車。但總經理 Ryan Marple 說得很坦白,現役裝置本質上還是靠人拿著遙控器遠端操控。

遙控車雖然能把人從危險的火場救出來,但人的反應速度和視野都有上限。火場裡煙霧瀰漫、情況瞬息萬變,盯著螢幕的操作員很容易手忙腳亂。

這次試驗的關鍵就是把最底層的運動控制和高層的群體協作全部交給演算法。面對複雜的火情,AI 能根據各類感測器傳回的資料瞬間做決策,甚至會自己拉起小分隊,分頭撲向不同的火勢,完全不需要人類在後面手把手遙控。

研究團隊接下來的重點是最佳化神經網路,把模擬環境裡學到的本領更可靠地搬到現實火場。他們還打算把這套多智慧體架構搬到水下和空中載具上,未來甚至可能搞海陸空立體協同作戰。

為什麼重要

我們認為這項研究最聰明的地方,在於用虛實混合訓練繞過了硬體損耗的燒錢大坑。機器人在火場做強化學習試錯成本極高,燒掉一臺都是鉅額開銷,用一臺真實小車帶幾臺虛擬隊友跑通演算法,不僅拉低了研發門檻,也驗證了多智慧體自主分工的可行性。

對於礦山、化工廠或大型倉儲這類高危工業場景來說,這種叢集是真正剛需的替代方案。不過普通救援隊現在還不必急著跟進,目前的測試環境還是在相對理想的模擬火情下跑出來的,現實火場的濃煙、極端高溫以及隨時可能中斷的無線訊號,對機載感測器和虛實遷移能力依然是巨大考驗。

從行業來看,特種機器人正在徹底脫離單兵遙控時代。當消防車從工具變成能自己打配合的自治蜂群,上游的感測器融合與邊緣計算方案會被推向最前線,而應急救援的反應速度也終於有望跟上火勢蔓延的節奏。

來源 (1)

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    interestingengineering.com(在新分頁開啟)原文interestingengineering.com

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