Cognitive Pilot разработала технологию для решения одновременно множества задач в ИИ-решениях

Компания Cognitive Pilot (дочернее предприятие Сбербанка России и Cognitive Technologies) разработала и внедрила в промышленные системы автономного управления сельхозтехникой новый подход, используемый при использовании нейронных сетей, который позволил одновременно в рамках одной сети решать сразу несколько различных задач, тем самым сократить до 4 раз время обработки данных и вычислительные ресурсы, значительно экономить трудозатраты, а также расширить границы его применимости, сообщили в пресс-службе компании.

Сегодня разработчики ИИ, как правило, обучают нейронные сети для каждой задачи отдельно, с нуля. Например, одна сеть тренируется для распознавания лиц, другая для распознавания голоса, и т.д., а затем с каждой из них по отдельности проводится работа по улучшению результата.

При обучении нейронных сетей специалисты сталкиваются с ситуациями, схожими с воспитанием и взрослением ребенка, который с рождения учится новым навыкам и понятиям. Если перед решением конкретных задач нейронные сети аналогично обучить на очень большом объеме данных восприятию основных, необходимых для осознания действительности изображений с целью научиться классифицировать представленные на них различные сцены – темные, светлые, внутри помещения, вне и т.п. (их оказывается порядка 28 млн.), то сеть начинает понимать, что такое объект, во всем разнообразии, и в итоге действительно учится воспринимать мир. Кроме того, общий энкодер такой сети выделяет семантику сцены на изображении, которое подается на вход сети и может быть использован сразу для многих задач. 

В используемых сегодня компанией промышленных продуктах Cognitive Agro Pilot для автономного управления комбайном и трактором одна нейронная сеть позволяет решать одновременно 4 задачи: определение кромки поля, детекция препятствий (людей, другой техники), распознавание зон, где вождение возможно и невозможно (аварийно) и распознавание полегшей культуры.

В условиях одной сети решить эти задачи одновременно невозможно, так как они начинают друг другу противоречить.

Уникальность технологии Cognitive Veles состоит в особенностях обучения нейронной сети.

Используемые Cognitive Pilot датасеты содержат более миллиона кадров, и, если их размечать (выделять на изображении отдельные объекты и классифицировать их; например, этот объект – препятствие, этот - кромка поля, этот полегшая культура и т.д.) полностью, ушли бы месяцы или даже годы, тогда как сейчас полная разметка не требуется. При многозадачной архитектуре нейронной сети Cognitive Veles специалистам достаточно проводить лишь частичную разметку, например, только по одному типу объектов. С такими неполными (не полностью размеченными) данными Cognitive Veles справляется успешно. Применение Cognitive Veles позволило компании значительно экономить трудозатраты разработчиков.

Для таких случаев в рамках технологии специалисты компании придумали обучать нейронные сети по, так называемому, «школьному принципу».

Важно отметить, что такой подход, кроме того, позволил разработчикам избежать опасного эффекта при использовании нейронных сетей - «катастрофического забывания». Известно, что при более детальном и длительном обучении на одной задаче сеть имеет свойство забывать приобретенный вначале обучения опыт, при переключении на другую задачу. В режиме короткого поитерационного обучения, реализованного в Cognitive Veles такой эффект не проявляется.

В настоящее время специалисты компании работают над возможностью использования в промышленных решениях не всех, а отдельных групп узлов нейросети (разреженная нейросеть), что позволит еще до 20-25% оптимизировать вычислительные ресурсы и время обработки данных.