Команда студентов НИТУ «МИСиС» «BASIS» заняла третье место на первом окружном хакатоне проекта «Цифровой прорыв. Сезон: искусственный интеллект» президентской платформы «Россия — страна возможностей». В рамках трека «Помоги роботам построить маршрут» участники разработали стратегию планирования пути передвижения группы роботов в условиях ограниченной видимости на основе методов искусственного интеллекта и обучения с подкреплением.
Для успешного решения задачи по созданию стратегии поиска роботом пути в условиях ограниченной видимости и децентрализованного управления студенты НИТУ «МИСиС» использовали связку нескольких алгоритмов, чтобы создать один универсальный. Для выбора дороги среди статичных препятствий каждый робот использует классический алгоритм для поиска пути на графе — A* (A стар). Он позволяет роботу наиболее эффективно добираться до цели, если он находится далеко от других движущихся объектов. Для «Цифрового прорыва» участники команды доработали алгоритм, основываясь на предыдущем опыте решения аналогичных задач.
Так как этот алгоритм не способен самостоятельно решать проблемы динамических препятствий, в «сложные» моменты в работу включается модель нейронной сети, полученная методами обучения с подкреплением, или Reinforcement Learning.
«Нейронная сеть не гарантирует такой же эффективности при построении пути, как алгоритм A*. Тем не менее, обучив ее на примере разных проблемных случаев, мы можем научить роботов более сложным паттернам поведения, например, уступать дорогу и пропускать или, наоборот, — ехать, игнорируя других роботов. Причем выбор паттерна будет обусловлен, в том числе, стратегией поведения других роботов в поле зрения. Модель была получена методами обучения с подкреплением: мы создали симуляцию, в которой робот пытался доехать до цели, находясь в потоке себе подобных, а мы награждали его за правильные действия и штрафовали за неправильные. Процесс повторялся, пока модель нейронной сети не научиться принимать максимально эффективные и правильные решения», — пояснил участник команды Геннадий Альхеев, студент 2 курса НИТУ «МИСиС».
Предполагается, что решение кейса имеет широкую область применения, например, построение маршрутов поездов на железных дорогах, перемещение групп роботов по складам и их совместная кооперация, порядок прохождения трудных перекрестков для беспилотных автомобилей и т. д.
Над решением задачи работали студенты ИТКН НИТУ «МИСиС»: Геннадий Альхеев, Марк Вишневский, Ярослав Савельев, а также студент НИУ МЭИ Иван Апанасевич.
Всего на хакатон зарегистрировалось 627 человек. До защит дошло 49 команд. По итогам соревнования девять команд-победителей разделили между собой призовой фонд в 1 800 000 рублей. Участники хакатона решали кейсы, предоставленные Минприроды РФ, Росрыболовством, а также Центром когнитивного моделирования МФТИ и научно-исследовательским Институтом искусственного интеллекта AIRI.
Организатор конкурса — Министерство экономического развития Российской Федерации. Оператором конкурса выступает АНО «Россия — страна возможностей», организационный партнер — Ассоциация электронных коммуникаций (РАЭК). Основные цели проекта «Цифровой прорыв. Сезон: искусственный интеллект» — поддержка талантливых, перспективных специалистов, желающих создавать продукты и сервисы с использованием технологий искусственного интеллекта, а также формирование и развитие ИИ-сообщества, популяризация, разработка и развитие продуктов с использованием искусственного интеллекта.
