长城张艺谋电影(为什么说张艺谋的《长城》暗合无人机策略?)
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同样的场景也出现在《星际迷航3:超越星辰》里,先进的企业号飞船被无数低等智能但个体强大的小型飞船群体攻击,最终被击毁。而打败小型飞船群体的方法,竟然是用摇滚乐破坏指挥小型飞船群体的共振频率。
再之前就是电影《安德的游戏》,在这部片子里的智慧虫族组成了无可匹敌的舰队群体,在与虫族的斗争中,人类一直处于弱势地位。曾经打败过虫族的指挥官马泽·雷汉也是同样发现了虫族群体攻击的秘密,即虫族皇后的共振指挥频率。
在这三个大片中,无论是饕餮、外星小型飞船还是虫族群体,都体现了无人机的思想:即把小型低等智能机器或物体连接起来形成群体,就能完成令人惊叹的复杂任务。
无人机之父是谁?
说到无人机,自然要提到被称为无人机之父的Raffaello D’Andrea教授。在2013年的TED演讲里,Raffaello D’Andrea展示了一群小型四轴飞机器可以像运动员一样思考、做出共同的决定,包括完成自动抛球、接球、平衡、空中翻滚旋转等,甚至可以自行搭建高达 6 米的塔。
出生于1967年意大利的Raffaello D’Andrea,先后进入了加拿大多伦多大学以及加州理工大学电气工程博士学位,毕业后进入康奈尔大学进行机器人方面的教学。2003 年,他与几个朋友成立了Kiva Systems公司专门研究物流机器人,该公司于2012年被亚马逊以7.75亿美元收购,随后被用于亚马逊的仓储机器人并被重命名为Amazon Robotics。如今在亚马逊全美10个运营中心内,配备了超过 1.5 万台 kiva 机器人,协助安排数千万库存商品。
在2016年的TED 舞台上,Raffaello D’Andrea展示了进阶版的无人机群组体——30 多个微型无人机组成的无人机群,可以自由地在空中完成飞行、跳舞、表演等群体行为,无需人工干预,也不会相互碰撞。
实际上无人机的思想,早在20年前Kevin Kelly的《失控》一书就已经有了描述:低智能但个人结实的小型机器,其本身不需要复杂的算法而只需要简单的控制命令,再通过连接协议把小型机器人连接成“机器蜂群”;尽管小型机器的个体智能较低,但“机器蜂群”的群体智能却可进化到超乎寻常的高级水平;小型机器的制造成本低廉,而且在“机器蜂群”中,即使损失成批的小型机器也不影响“机器蜂群”整体的表现。
五个无人机的核心思想
前不久,笔者有机会与Raffaello D’Andrea在钛媒体活动上进行了一次面对面交流,谈到了无人机的几个核心思想:
不对未来做预期、只关注当下及未来几步,自下而上的发展群体智能。Raffaello D’Andrea说他个人就不预期未来,虽然他很喜欢科幻但不会幻想未来,而只关注当下以及未来的一两步。这点也与无人机的算法模型非常类似:无人机把只能完成有限几个动作的小型机器连接起来,在连接的过程中让无人机群自适应和自学习,自下而上地发展出群体智能;而不是一开始就设想一个完整的未来,再反过来从顶层往下设计每一个机器人的行为模式。
自下而上,而不是自上而下,这是无人机思想与其它人机智能路径最大的不同,因为无人机的思想认为无法预知未来,只能通过连接的过程,一步一步进化到未来。
群体进化与分步式学习。Raffaello D’Andrea表示,在“机器蜂群”间的群体信息分享机制,可以让小型自主系统里的机器迅速分享获得的信息和知识,这样就能加速集体进化,这就是“机器蜂群”可以快速进化到表现出高度群体智能的重要原因。机器之间分享信息与知识,一方面是快速准确不走样,另一方面是能够在机器群体之间大规模复制信息与知识。
如果人类能够利用机器这种快速信息分享的能力与优势,就能创造出巨大的价值。比如,365辆无人驾驶汽车在不同路况上跑一天获得的数据,就相当于一辆无人驾驶汽车跑365天所获得的数据,但却把365天的进化过程缩短到了一天。Raffaello D’Andrea认为无人车就是一种典型的分步式学习模式。
低成本、强壮且可损耗个体。Raffaello D’Andrea表示在无人机上其实没有强大的CPU,也不需要这么大量的计算资源与能力。现在的微芯片其实已经具有很强的计算能力,包括手机里的单片机,已经足够完成机器学习和自我适应。当然,如果是计算机视觉这样复杂的计算,才需要用到更多的计算资源与能力。而无人机的“视觉”,可以用GPS这样的低成本系统实现。
由于机器个体本身不需要高级硬件配置,也不需要完成复杂的计算,只需要完成几个基本动作,因此机器个体的制造成本很低,但可以适应很恶劣的外部环境,此外就算成批损失也不足为惜。“机器群体”也不依赖单个个体而存在,这就是“机器群体”的价值所在。
中心化与去中心化并存。在谈到分步式控制与集中式控制时,Raffaello D’Andrea认为现实的世界既不完全是中心化的控制,也不完全是去中心化的控制,而是二者并存的状态。比如亚马逊的仓储机器人,有些过程是通过中心化方式控制,有些则是去中心化控制,不能一概而论。Raffaello D’Andrea说,这个世界的复杂性,需要不同的机制共存。
没有“奇点效应”。Raffaello D’Andrea说他的无人机等项目的底层思想是基于算法模型的控制设计,而这些算法模型其实是过去几个世纪以来数学家、科学家、工程师们研究已久的成果。Raffaello D’Andrea认为不存在技术的“奇点”效应,因为技术进步都是逐步递进的,而所谓“奇点”效应不过是技术进步、市场发展、创新创业者入场等多种因素共同促使出现的“颠覆”现象。
《长城》、《星际迷航3:超越星辰》、《安德的游戏》三部大片里不约而同的暗合了无人机的策略,这说明无人机思想是当前最前沿也是下一个世纪最重要的人工智能技术思想和商业思想。现在,电影大片已经先行一步,市场跟进只是时间问题。(文/宁川,微信号:CloudTechTime)