Нейросеть может предсказывать поведение собак — Naked Science
7 минут
Редакция

Нейросеть может предсказывать поведение собак

Ученые обучили нейросеть прогнозировать поведение собак по видеозаписи.

13-0
©Wikipedia

Группа ученых во главе с Али Фархади (Ali Farhadi) из Института искусственного интеллекта Аллена (США) научилась предсказывать поведение собак по видеозаписи. Исследователи использовали записи камеры GoPro, закрепленной на голове собаки, и при помощи этого массива данных обучили нейросеть определять вероятное поведение животного на пять кадров вперед.

 

Исследования в области компьютерного видения, как правило, сводятся к проблемам обнаружения объектов, распознавания, классификации изображений. У специалистов из Института Аллена была более амбициозная задача: «Понимание визуальных данных в той мере, в какой агент выполняет действия и задачи в визуальном мире».

 

Так, они выбрали визуальным агентом собаку, так как у нее более простое пространство действий, чем у человека. С другой стороны, собаки умны, реагируют на множество факторов, включая других зверей и людей. Для эксперимента важно, что цели и мотивы собак часто неизвестны, а движения — активны и разнообразны.

 

Данные для опыта включают видео от первого лица собаки, которое записывала закрепленная на голове камера GoPro, и инерциальные датчики на ее теле, каждой лапе и хвосте. Таким образом, положение тела и поза животного фиксировались одновременно «от лица собаки». Данные синхронизировали по записи звукового фона с камеры и независимых датчиков. Видео записывали с частотой пять кадров в секунду, показания датчиков — 20 в секунду.

 

Ученые вели запись в разных локациях: в комнатах, на лестнице, улице и в парке — всего более 50 мест. А также в разных условиях: при общении с другими собаками, выполнении команд, поиске предметов и так далее. При этом исследователи никак не отмечали и не типологизировали записи — изучали непосредственно движения.

 

Экспериментаторы сняли 380 видео, что составило 24 500 кадров: 21 тысячу из них использовали при обучении нейросетей, полторы тысячи для валидации, а оставшиеся две тысячи — как тестовые.

 

Модель поведения разбили на три проблемы:

 

1. Действовать как собака. Нейросеть предсказывает ее движение, исходя из базы данных.

 

2. Планировать как собака. Нейросеть прогнозирует последовательность действий, которые использует животное для перемещения из начальной позиции в конечную. Позиции задаются видом «от лица» собаки.

 

3. Обучаемся как собака. Нейросеть распознает объекты и определяет, по каким поверхностям может перемещаться животное.

 

Ученые использовали сразу два вида нейросетей. CNN (convolutional neural network) — сверточная сеть, применяется для распознавания изображений. LSTM (long short-term memory) — долгая краткосрочная память; этот вид нейронных сетей эффективен для обработки данных, поступающих через неравномерные временные промежутки.

 

Модель архитектуры «планировать как собака» / © Али Фархади и др.

 

Сеть CNN распознает объекты на изображениях, а LSTM прогнозирует последовательность действий собаки для заданного кадрами перемещения.

 

Ученые проверили результат на двух тысячах незнакомых кадров, которые не задействовали при обучении нейросети. Проверка показала, что система успешно планирует движения, выполняемые живой собакой. Достаточно пяти кадров, чтобы обученные нейросети достоверно предсказали поведение животного на следующих пяти кадрах. Речь идет о визуальной информации, датчики применяли только при обучении нейросетей.

 

Очевидно, что обученная система сможет оценивать проходимость различных поверхностей для собаки. Описанное исследование использовало изображение, но подобным образом нейросети возможно обучить, задействуя другие виды восприятия (в первую очередь слух). Комбинирование обученных сетей повысит точность прогнозирования. Задача моделирования нескольких взаимодействующих друг с другом собак также интересна. И, конечно, прогноз возможен и для других животных, а со временем и человека.

 

Исследователи считают, что продолжение работы поможет лучше понимать не только собак, но и всех существ, населяющих нашу планету.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
7 часов назад
5 минут
Илья Ведмеденко

Разработчики из Центрального конструкторского бюро «Рубин» провели презентацию концепта ныряющего патрульного корабля «Страж». Предполагается, что он заинтересует иностранных заказчиков.

10 часов назад
2 минуты
Редакция

12 апреля каждого года — тем более на 60-летний юбилей полета Юрия Гагарина — везде принято что-то писать об этом без преувеличении историческом событии. Но мы думаем, что написали (и напишут) про него достаточно и без нас. Поэтому предлагаем не совсем привычный для нас формат кинохроники.

Вчера, 06:49
7 минут
Александр Речкин

12 апреля исполняется 60 лет со дня первого полета человека в космос. В 1961 году советский космонавт Юрий Гагарин на космическом корабле стартовал с космодрома Байконур и впервые в мире совершил орбитальный облет Земли. Полет в околоземном космическом пространстве продлился один час и 48 минут, после чего Гагарин успешно приземлился.

Вчера, 06:49
7 минут
Александр Речкин

12 апреля исполняется 60 лет со дня первого полета человека в космос. В 1961 году советский космонавт Юрий Гагарин на космическом корабле стартовал с космодрома Байконур и впервые в мире совершил орбитальный облет Земли. Полет в околоземном космическом пространстве продлился один час и 48 минут, после чего Гагарин успешно приземлился.

8 апреля
13 минут
Мария Азарова

Когда знаменитый епископ Лунда Педер Винструп умер, его похоронили в семейном склепе в Лундском соборе вместе с женой. После реставрации собора в XIX веке гробы перенесли в общее хранилище, а в 2012 году ученые решили исследовать мумифицированные останки. Неожиданно в ногах Винструпа обнаружили небольшой кулек — завернутое в ткань тело недоношенного ребенка. Это открытие вызвало резонный вопрос: как эмбрион попал в гроб к епископу и имели ли они родственную связь?

9 апреля
51 минута
Александр Березин

9 апреля 1940 года Германия внезапно напала на Данию и Норвегию — выполнив тем самым планы британского командования, пытавшегося спровоцировать Берлин на такое нападение. Но дальше все пошло не по плану: Германия победила, союзники проиграли. Тем не менее в этой битве выиграли не только немцы. Парадоксальным образом она помешала и англо-французским планам нападения на СССР в 1940 году, что радикально изменило ход и исход всей мировой войны. Попробуем разобраться в деталях.

17 марта
12 минут
Василий Парфенов

Продолжавшееся более пяти лет уголовное дело подошло к завершению: серийного сетевого сексуального маньяка осудили на 75 лет тюремного заключения. Чтобы поймать человека, растлившего 375 несовершеннолетних девушек, потребовалось пойти на беспрецедентные и этически спорные меры: создать вредоносное ПО и подсунуть злоумышленнику видеоловушку со встроенным вирусом.

25 марта
36 минут
Александр Березин

Улыбающийся мультимиллиардер планирует понять, насколько эффективно мел в стратосфере защищает планету от солнечного света, и если результат хорош, распылить его там в гигантских количествах. Потенциально это результативная задумка: ученые давно показали, что так можно добиться полного покрытия Земли устойчивыми льдами — вплоть до экватора. Увы, идея Гейтса — плагиат, причем не лучший. Советский исследователь предложил похожее полвека назад с более эффективной серой. Интереснее другое: подобные мероприятия один раз едва не уничтожили человечество. Разбираемся в деталях, а также в том, грозит ли нам повторение.

31 марта
51 минута
Александр Березин

Самый зловещий оружейный проект всех времен и народов — термоядерная торпеда, предназначенная для радиационного поражения огромных площадей и создания искусственного цунами. Никогда до этого ни одна страна даже не заявляла о намерении сделать нечто настолько опасное для живых существ. Поэтому российский проект «Посейдон», обещающий именно это, вызывает бурю эмоций. Однако тщательный технический анализ показывает: в реальности он будет совсем не таким, как об этом пишут в СМИ. Даже если он предназначен для радиационного поражения обширных площадей, оно не будет долгим. А уже через год «омытые» им районы будут абсолютно безопасны. Тем не менее новая система действительно изменит стратегический баланс на планете — но не так, как все думают. Попробуем разобраться в ситуации подробнее.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: